KR20090051101A - 내마모성이 우수한 포백, 복합 포백, 및 섬유 제품, 및 그 제조 방법 - Google Patents

내마모성이 우수한 포백, 복합 포백, 및 섬유 제품, 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 착의 제품 등의 섬유 제품에 사용되는 포백(布帛) 또는 복합 포백의 외관을 저하하지 않고, 내마모성을 향상하는 기술을 제공하는 것을 제1 목적으로 하며, 나아가서는 포백 또는 복합 포백의 외관 및 촉감을 저하하지 않고, 내마모성과 경량성을 양립하는 기술을 제공하는 것을 제2 목적으로 한다.
포백의 표면을 마모 저항성 수지로서 폴리머 도트로 피복하고, 그 폴리머 도트의 평균 최대 직경이 0.5 ㎜ 이하가 되도록 하면, 포백의 외관을 저하시키지 않고 포백의 내마모성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 폴리머 도트의 표면 피복량은 0.2 g/㎡∼3.0 g/㎡으로 함으로써 내마모성과 경량성을 양립할 수 있다.

Description

내마모성이 우수한 포백, 복합 포백, 및 섬유 제품, 및 그 제조 방법{FABRIC, COMPOSITE FABRIC AND FIBER PRODUCT EXCELLING IN ABRASION RESISTANCE, AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은, 착의 제품 및 시트재 등의 섬유 제품에 사용되는 포백(布帛) 및 복합 포백의 내마모성을 비약적으로 향상시키는 기술에 관한 것이다.
스포츠 의료, 코트, 방호복, 작업복, 모자, 장갑, 신발 등의 착의 제품, 텐트, 이부자리, 가방, 의자 등의 옷감에 이용되는 포백에는, 사용에 따라 여러 가지의 스침이나 걸림이 발생하기 때문에, 내마모성이 요구되고 있다. 또한, 레인웨어(rainware) 등, 방수성이 요구되는 제품에는, 장기간의 사용에 의해 포백 표면의 발수성이 저하하기 때문에, 발수 내구성이 요구되고 있다. 포백의 내마모성을 향상시키는 기술로서, 예컨대, 특허 문헌 1이 있다. 특허 문헌 1은, 우수한 내마모성을 갖는 포백의 가공 방법에 관한 것으로, 마모 저항성 폴리머로서, 핫멜트 수지를 포백의 표면에 용융 스프레이법 등의 수법에 의해 배치시키고, 계속해서 열처리함으로써, 마모 저항성 폴리머끼리, 및 마모 저항성 폴리머와 포백을 융합시켜, 포백의 표면 상에 단위 중량질량이 5 g/㎡∼40 g/㎡인 불연속인 마모 저항성 폴리머층을 형성하는 내마모성을 갖는 포백의 가공 방법이 개시되어 있다(도 21 참조).
[특허 문헌 1] WO 01/12889호 공보
특허 문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 마모 저항성 폴리머로서, 핫멜트 수지를 포백의 표면에 용융 스프레이법에 의해 배치시키는 방법은, 충분한 내마모성을 발현시키기 때문에, 마모 저항성 폴리머의 피복량을 5 g/㎡ 이상으로 하고 있다. 그 때문에, 포백의 외관이나 촉감, 경량성이 현저하게 손상된다고 하는 문제가 있었다. 특히, 피복 등에 사용되는 옷감과 같이 외관이나 촉감을 중시하는 용도에서는, 실용화를 방해하는 큰 문제로 되어 있었다. 또한, 폴리머의 피복 면적이 크기 때문에, 발수 내구성을 향상시키는 효과는 거의 얻어지지 않았다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 포백 표면에 배치되는 폴리머 도트가 육안으로 확인할 수 없을 정도로 미량임에도 불구하고, 포백의 내마모성이 현저하게 향상한다고 하는 놀라운 발견에 기초하여 완성된 것이다.
본 발명은, 피복 등의 섬유 제품에 사용되는 포백 또는 복합 포백의 외관을 저하하지 않고, 내마모성을 향상하는 기술을 제공하는 것을 제1 목적으로 한다. 본 발명의 제2 목적은, 피복 등의 섬유 제품에 사용되는 포백 또는 복합 포백의 외관 및 촉감을 저하하지 않고, 내마모성과 경량성을 양립하는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 포백은, 포백의 표면이 폴리머 도트로 피복되어 있는 포백으로서, 상기 폴리머 도트의 크기는, 평균 최대 직경이, 0.5 ㎜ 이하인 것을 특징으로 한다. 즉, 포백의 표면을, 마모 저항성 수지로서 폴리머 도트로 피복하고, 그 폴리머 도트의 평균 최대 직경이 0.5 ㎜ 이하가 되도록 하면, 포백의 외관을 저하시키지 않고, 포백의 내마모성을 향상시킬 수 있다. 상기 폴리머 도트의 보다 바람직한 크기는 평균 최대 직경이 0.03 ㎜ 이상, 0.3 ㎜ 이하이다.
상기 폴리머 도트의 포백 표면 피복량은, 0.2 g/㎡∼3.0 g/㎡인 것이 적합하다. 본 발명에 따르면, 포백 표면의 폴리머 도트의 표면 피복량이, 3.0 g/㎡ 이하의 매우 소량이라도, 우수한 내마모성을 얻을 수 있다. 그 결과, 포백의 경량화와 내마모성의 향상을 양립할 수 있다. 또한, 포백 표면의 폴리머 도트의 표면 피복량을 0.2 g/㎡ 이상으로 함으로써, 내마모성의 향상 효과가 현저하게 된다.
상기 폴리머 도트 사이의 평균 피치는, 1 ㎜ 이하인 것도 바람직하다. 폴리머 도트 사이의 평균 피치를 1 ㎜ 이하로 함으로써, 포백의 표면에 폴리머 도트가 균일하게 배치되기 때문에, 포백 표면의 내마모성을 균일하게 향상할 수 있다.
본 발명의 포백은, 표면에 요철을 갖는 것으로서, 포백 표면의 볼록부의 적어도 일부가, 상기 폴리머 도트로 피복되어 있는 것이 바람직하다. 포백의 마모는, 포백 표면의 볼록부로부터 생긴다고 생각되어지고, 포백 표면의 볼록부의 적어도 일부를, 폴리머 도트로 피복함으로써, 포백의 내마모성을 향상시킬 수 있다. 예컨대, 표면에 요철을 갖는 포백이 직물의 경우, 날실이 씨실 상에 적층하여 이루어지는 교차부, 또는, 씨실이 날실 상에 적층하여 이루어지는 교차부의 적어도 어느 한쪽이, 직물 표면의 볼록부를 형성한다. 또한, 표면에 요철을 갖는 포백이 편물인 경우, 실교차부 또는 실루프부의 적어도 어느 한쪽이, 편물 표면의 볼록부를 형성한다. 어느쪽의 경우도, 표면의 볼록부의 적어도 일부가, 상기 폴리머 도트로 피복되도록 함으로써, 내마모성을 향상할 수 있다.
포백의 볼록부는, 볼록부의 40％∼100％가 상기 폴리머 도트로 피복되어 있는 것이 바람직하다. 볼록부의 40％∼100％가, 상기 폴리머 도트로 피복되어 있으면, 내마모성의 향상 효과가 한층 더 현저해지기 때문이다.
본 발명에서는, 포백 표면의 오목부가, 상기 폴리머 도트에 의해 실질적으로 피복되어 있지 않는 것이 바람직하다. 포백의 마모는, 포백 표면의 볼록부에서 생긴다고 생각되어지기 때문에, 표면의 오목부를 폴리머 도트로 피복하는 것은, 내마모성향상에의 기여가 작고, 오히려 포백의 경량화가 손상되거나, 촉감이 딱딱하게 되는 원인이 되기 때문이다.
본 발명에서는, 폴리머 도트의 폴리머와, 포백을 구성하는 폴리머는, 동일 종류의 폴리머로 이루어지는 것이 바람직하다. 폴리머 도트의 폴리머와, 포백을 구성하는 폴리머가 동일 종류의 폴리머로 이루어지면, 포백에 대한 폴리머 도트의 접착성이 높아지고, 폴리머 도트가 마모에 의해 포백으로부터 박리하는 것이 억제된다. 그 결과, 포백의 내마모성이 향상한다. 상기 포백을 구성하는 폴리머로서는, 예컨대, 폴리아미드가 바람직하고, 상기 폴리머 도트로서는, 예컨대, 폴리아미드 가교체를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 섬유 제품 및 착의 제품은, 상기 포백을 이용하는 것을 특징으로 한다. 상기 포백은, 착의 제품의 어깨, 팔꿈치, 무릎, 소매, 또는, 옷단 부분의 적어도 일부에 사용되고, 폴리머 도트로 피복되어 있는 면이 겉이 되도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 포백의 제조 방법은, 표면에 오목 셀을 갖는 그라비아 패턴롤에 폴리머 조성물을 도포하는 공정과, 상기 그라비아 패턴롤의 폴리머 조성물을 포백의 표면에 전사하여, 상기 포백의 표면을 폴리머 도트로 피복하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 제조 방법에 의해, 포백 표면의 볼록부에 주로 폴리머 도트를 피복하고, 포백 표면의 오목부는, 상기 폴리머 도트에 의해 실질적으로 피복되지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 복합 포백은, 가요성 필름과 상기 가요성 필름에 적층된 본 발명의 포백을 가지고, 상기 가요성 필름은, 상기 포백의 폴리머 도트로 피복되어 있는 면의 반대측에 적층되어 있는 것을 특징으로 한다. 상기 가요성 필름으로서는, 예컨대, 방수성 필름이나 방수 투습성 필름을 이용할 수 있다. 방수성 필름이나 방수 투습성 필름을 사용함으로써, 복합 포백에 방수성이나 방수 투습성을 부여할 수 있다.
상기 방수 투습성 필름으로서는, 예컨대, 소수성 수지로 이루어지는 다공질 필름이 바람직하고, 소수성 수지로 이루어지는 다공질 필름으로서는, 예컨대, 다공질폴리테트라플루오로에틸렌 필름이 적합하다. 상기 소수성 수지로 이루어지는 다공질 필름은, 폴리머 도트로 피복되어 있는 포백이 적층되어 있는 측의 반대측에 친수성 수지층을 갖는 것이 바람직하다.
상기 가요성 필름은, 또한 제2 포백을 가지고, 상기 제2 포백은, 상기 가요성 필름의 폴리머 도트로 피복된 포백이 적층되어 있는 측의 반대측에 적층되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에는, 전술한 본 발명의 복합 포백을 이용하는 섬유 제품 및 착의 제품이 포함된다. 본 발명의 복합 포백은, 착의 제품의 어깨, 팔꿈치, 무릎, 소매, 또는, 옷단 부분의 적어도 일부에 사용되고, 폴리머 도트로 피복되어 있는 면이 겉이 되도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 착의 제품 등의 섬유 제품에 사용되는 포백 또는 복합 포백의 외관을 저하시키지 않고, 내마모성을 향상할 수 있다.
본 발명에 따르면, 착의 제품 등의 섬유 제품에 사용되는 포백 또는 복합 포백의 외관 및 촉감을 저하하지 않고, 내마모성과 경량성을 양립할 수 있다.
본 발명에 따르면, 착의 제품 등의 섬유 제품에 사용되는 포백 또는 복합 포백의 발수 내구성이 현저하게 향상한다.
도 1은 포백 1의 전자현미경 사진이다.
도 2는 포백 2의 전자현미경 사진이다.
도 3은 포백 3의 전자현미경 사진이다.
도 4는 포백 4의 전자현미경 사진이다.
도 5는 포백 5의 전자현미경 사진이다.
도 6은 포백 6의 전자현미경 사진이다.
도 7은 포백 7의 전자현미경 사진이다.
도 8은 포백 8의 전자현미경 사진이다.
도 9는 포백 A의 전자현미경 사진이다.
도 10은 포백 B의 전자현미경 사진이다.
도 11은 포백 C의 전자현미경 사진이다.
도 12는 포백 D의 전자현미경 사진이다.
도 13은 포백 E의 전자현미경 사진이다.
도 14는 포백 F의 전자현미경 사진이다.
도 15는 재킷 착용 후의 발수 시험 결과를 나타내는 도면 대용 사진이다.
도 16은 재킷 착용 후의 면 패스너 마모 시험 결과를 나타내는 도면 대용 사진이다.
도 17은 포백 외관 평가 4급의 상태를 예시하는 도면 대용 사진이다.
도 18은 포백 외관 평가 3급의 상태를 예시하는 도면 대용 사진이다.
도 19는 포백 외관 평가 2급의 상태를 예시하는 도면 대용 사진이다.
도 20은 포백 외관 평가 1급의 상태를 예시하는 도면 대용 사진이다.
도 21은 마모 저항성 폴리머를 형성한 종래의 포백의 전자현미경 사진이다.
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
본 발명의 포백은, 포백의 표면이 폴리머 도트로 피복되어 있는 포백으로서, 상기 폴리머 도트의 크기는, 평균 최대 직경이 0.5 ㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.
(1) 폴리머 도트에 대해
폴리머 도트란, 도트형(돌기물형)의 폴리머이고, 포백의 표면을 폴리머 도트로 피복함으로써, 폴리머 도트가 섬유를 고정하여, 섬유의 흐트러짐을 방지하고, 포백을 사용할 때에 마찰에 접하게 된 경우에는, 우선 폴리머 도트가 마모됨으로써, 포백 전체의 내마모성이 향상된다. 또한, 폴리머 도트의 평균 최대 직경을 0.5 ㎜ 이하가 되도록 하면, 폴리머 도트는 육안에 의해서도 눈에 띄기 어렵게 되어, 얻어지는 포백의 외관을 저하하지 않고, 내마모성을 향상할 수 있다. 폴리머 도트의 평균 최대 직경이, 0.5 ㎜을 넘으면, 폴리머 도트가 육안으로 용이하게 보여지게 되어, 포백에 번들거림이나 요철감이 생기는 경우가 있다. 상기 폴리머 도트의 보다 바람직한 크기는, 평균 최대 직경이 0.03 ㎜ 이상, 0.3 ㎜ 이하이다.
본 발명에 있어서, 폴리머 도트의 「평균 최대 직경」이란, 전자현미경으로, 폴리머 도트를 배치한 포백 표면을 20배 이상의 배율로 관찰하고, 얻어진 시야에 있어서의 개개의 폴리머 도트의 최대 직경을 측정하여, 이것을 (수)평균하여 얻어지는 것이다. 또한, 「최대 직경」은, 전자현미경으로 관찰한 경우, 개개의 폴리머 도트의 최대 직경 길이이다. 폴리머 도트의 형상이 예컨대 원형인 경우이면, 그 직경이고, 정사각형이나 직사각형이면, 그 대각선의 길이가 되도록, 폴리머 도트의 임의의 2점의 끝점 사이의 최대 직선 거리를 의미한다.
또한, 폴리머 도트의 「면적」은, 전자현미경으로, 폴리머 도트를 배치한 포백 표면을 20배 이상의 배율로 관찰하여, 얻어진 시야에서 확인되는 각 폴리머 도트의 면적을 측정하고, 그 평균값이 0.001 m㎡ 이상, 보다 바람직하게는 0.005 m㎡ 이상으로서, 0.3 m㎡ 이하, 보다 바람직하게는 0.1 m㎡ 이하인 것이 바람직하다. 폴리머 도트의 면적이 지나치게 작으면, 폴리머 도트의 높이를 높게 할 수 없기 때문에, 내마모성을 충분히 얻을 수 없다. 이 경우, 충분한 내마모성을 얻기 위해 피복 면적율을 높이는 방법도 생각되지만, 투습도, 촉감에의 악영향이 생길 우려가 있다. 한편, 폴리머 도트의 면적이 지나치게 크면, 도트가 눈에 띄어, 포백의 외관 이 저하하는 외에, 폴리머 도트의 모서리(edge) 부분에만 절곡이 발생하고, 유연성을 잃어버리며, 절곡부에서의 기재의 손상이 발생하기 쉽게 된다. 또한, 폴리머 도트의 표면은 평활성이 높기 때문에, 포백을 발수 처리 했을 때에 발수의 효과를 얻기 어렵게 된다. 상기 폴리머 도트의 면적은, 예컨대 전자현미경으로 얻어지는 전자 화상을 적시 컴퓨터 화상 처리 소프트(예컨대, 마이크로소프트사 제조의 표계산 소프트웨어 「Excel」 상에서 동작하는, 화상의 길이·면적을 계측 가능한 프리소프트 「lenaraf200」)를 이용하여 개개의 도트에 대한 해석을 행함으로써 산출할 수 있다.
본 발명에 있어서, 포백 표면을 피복하는 폴리머 도트의 최대 높이는, 0.3 ㎜ 이하인 것이 바람직하다. 폴리머 도트의 최대 높이가, 0.3 ㎜ 이하이면, 폴리머 도트는 육안에 의해서도 눈에 띄기 어렵고, 또한, 감촉에서도 비교적 감지되기 어렵게 된다. 한편, 상기 최대 높이가 0.3 ㎜보다도 크면, 폴리머 도트의 형상이 육안으로 용이하게 보여지게 되고, 또한 포백의 촉감에도 요철감이 감지되기 쉽게 된다. 본 발명에 있어서, 「폴리머 도트의 최대 높이」란, 폴리머 도트를 배치하기 전과 후의 각각의 포백의 두께를 측정하여, 그 차를 산출한 값이다.
본 발명에 있어서, 폴리머 도트의 표면 피복량은, 0.2 g/㎡ 이상, 보다 바람직하게는 0.5 g/㎡ 이상으로서, 3.0 g/㎡ 이하, 보다 바람직하게는 2.0 g/㎡ 이하 이다. 폴리머 도트의 표면 피복량이, 0.2 g/㎡를 하회하면, 내마모성을 충분히 얻을 수 없다. 한편, 폴리머 도트의 표면 피복량이, 3.0 g/㎡를 넘으면, 포백의 촉감이 딱딱하게 되고, 폴리머 도트가 육안으로 용이하게 보여지게 되어, 포백에 번들 거림이나 요철감이 생기는 경우가 있다.
본 발명에 있어서는, 포백의 외관에 폴리머 도트가 눈에 띄지 않는 것이 바람직하다. 착의 제품이나, 텐트, 이부자리, 가방, 의자 등에 이용되는 포백에서는, 미관이 특히 중요시된다. 폴리머 도트가 눈에 띄면, 포백에 번들거림이나 요철감이 생겨, 포백 표면이 더러워진 것처럼 보인다. 또한 폴리머 도트가 마찰 부하에 접하게 되면, 폴리머 도트가 마모에 의해 부분적으로(마찰 부하를 받은 개소에서) 변색하는 경우가 있고, 한층 더한 미관 저하를 초래하는 경우가 있다. 포백의 외관은, 후술하는 외관 평가 방법에 의해, 그 외관의 차이의 정도에 따라, 다음 4단계로 나뉘어진다.
1급: 외관에 차가 보임
2급: 약간 외관에 차가 보임
3급: 거의 외관에 차가 보이지 않음
4급: 외관에 차가 보이지 않음
여기서, 3급 또는 4급이면, 외관상 차가 작다고 판단할 수 있다. 본 발명에 있어서, 포백 표면의 외관은 3급 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 폴리머 도트 사이의 평균 피치는, 1.0 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 0.5 ㎜ 이하이다. 평균 피치가 1.0 ㎜를 넘으면 도트 사이의 공간이 지나치게 넓고, 포백이 마모에 노출되어져 버리며, 폴리머 도트에 의한 내마모성의 향상을 얻기 어렵다.
본 발명에 있어서 사용하는 폴리머 도트의 소재는, 실온에서 고형의 내마모 성을 갖는 폴리머이면, 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리올레핀 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 내마모성, 포백과의 접착성, 내드라이클리닝성을 고려한 경우, 폴리아미드 수지가 바람직하고, 폴리아미드 수지의 가교체가 보다 바람직하다. 이러한 소재를 채용함으로써, 마모 저항성 폴리머 도트와, 상기 폴리머 도트와 접촉하는 것(인체측에 겹쳐 입는 내의 등)과의 미끄러짐성을 향상시킬 수 있다. 또한, 폴리아미드 수지의 분자 중에는, 극성기(아미드기 등)이 다량으로 포함되기 때문에, 포백이 극성기를 포함하는 폴리머에 의해 구성되어 있는 경우에는, 폴리머 도트와 포백의 친화성이 높게 된다. 이 때문에, 마모 저항성 폴리머 도트와 포백과의 밀착성이 높고, 마모 저항성 폴리머 도트의 탈락을 고도로 억제할 수 있다. 또한, 폴리아미드 수지는, 융점 이상으로 가열함으로써 용융 점도가 급격하게 저하하기 때문에, 가공성이 풍부하다고 하는 특징도 있다.
상기 폴리아미드 수지는, 핫멜트성을 갖는 것이면, 특별히 제한은 없고, 예컨대, 디아민(A)과 디카르복실산(C)의 중축합에 의해 생성되는 나일론46(A: 디아미노부탄, C: 아디프산), 나일론66(A: 헥사메틸렌디아민, C: 아디프산), 나일론610(A: 헥사메틸렌디아민, C: 세바신산) 등; 혹은 환형락탐의 개환중합에 의해 생성되는 나일론6(ε-카프로락탐), 나일론12(ω-라우로락탐) 등; 혹은 아미노카르복실산의 중축합에 의해 생성되는 나일론11(아미노운데칸산) 등; 혹은 두 가지 이상의 호모나일론의 원료(디아민, 디카르복실산, 아미노카르복실산, 환형락탐 등)을 공중합하여 생성되는 나일론코폴리머(나일론6/11, 나일론6/12, 나일론66/10, 나일 론6/66/12, 나일론6/69/12, 나일론6/610/12, 나일론6/612/12, 나일론6/66/11, 나일론6/66/69/12, 나일론6/66/610/12, 나일론6/66/612/12, 나일론6/66/11/12, 나일론6/69/11/12); 혹은, 상기 이들 예시한 나일론의 아미드기의 수소 일부를 알콕시메틸화하여 얻어지는 변성폴리아미드(N-알콕시메틸화변성폴리아미드) 등을 들 수 있다(괄호 내는 원료모노머). 그 중에서도, 융점을 용이하게 낮게 조정할 수 있고, 가공성을 양호하게 할 수 있기 때문에, 나일론12의 호모폴리머 또는 코폴리머(특히 나일론12의 코폴리머)가 적합하다. 이들의 폴리아미드 수지는, 각 폴리아미드 수지 공급 메이커로부터 제공되고 있는 시판품을 이용할 수 있다. 또, 상기한 폴리아미드 수지에는, 예컨대, 유연성이나 융점의 조정을 목적으로 하여, 공지한 가소제를, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서 첨가하여도 좋다.
본 발명에서 사용하는 폴리머 도트를 구성하는 폴리아미드 수지는, 가교체인 것이 바람직하다. 가교체이면, 마모 저항성 폴리머 도트의 내열성이나 포백과의 밀착성이 향상하기 때문에, 예컨대, 드라이크리닝이나 다림질 등, 유기 용제나 고온에 노출되는 상황 하에 놓여지더라도, 마모 저항성 폴리머 도트의 용해, 변형이나 열열화가 억제된다. 상기 가교체로서는, 상기 예시한 폴리아미드 수지를, 가교제를 이용하여 가교한 것을 들 수 있다. 폴리아미드 수지는, 분자 내에 활성수소를 갖기 때문에, 이 활성수소와 반응할 수 있는 관능기를 적어도 2개 갖는 화합물을 가교제로서 이용할 수 있다. 이러한 가교제로서는, 예컨대, 폴리이소시아네이트가 적합하다.
상기 폴리이소시아네이트로서는, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 톨 릴렌디이소시아네이트(TDI), 크실렌디이소시아네이트(XDI), 수소첨가 XDI, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트(NDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 톨리딘디이소시아네이트(TODI), 리신디이소시아네이트(LDI), p-페닐렌디이소시아네이트, 트랜스시클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트(수소첨가 MDI) 등의 디이소시아네이트를 들 수 있다. 또한, 이들의 디이소시아네이트의 카르보디이미드변성체, 폴리메릭변성체, 이소시아누레이트변성체, 뷰렛변성체, 아닥트화합물(폴리이소시아네이트와 단량체폴리올과의 반응물) 등을 이용할 수도 있다. 상기 폴리이소시아네이트는, 단독 혹은 2종이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.
또한, 이들의 폴리이소시아네이트의 이소시아네이트기를 공지된 블록제(옥심류, 락탐류, 페놀류, 알콜류 등)에 의해 블록화한 블록체도 이용할 수 있다. 이들의 폴리이소시아네이트(블록체를 포함함)는, 각 공급 메이커로부터 제공되고 있는 시판품을 이용할 수 있다. 특히 폴리이소시아네이트의 블록체로서는, 물을 분산매로 하는 에멀젼 타입이 안전성이 높아 적합하다.
상기 가교제의 배합량은, 가교제가 1분자당에 갖는 관능기수(활성수소와 반응할 수 있는 관능기)에 따라 적절하게 변경하는 것이 바람직하고, 예컨대, 가교제가 1분자당에 갖는 관능기수가 2인 경우, 폴리아미드 수지 100 질량부에 대해, 1 질량부 이상, 보다 바람직하게는 3 질량부 이상으로서, 30 질량부 이하, 보다 바람직하게는 10 질량부 이하로 하는 것이 바람직하다. 가교제의 배합량이 지나치게 적으면, 충분한 가교가 형성되지 않고, 마모 저항성 폴리머 도트의 내열성이나 내용 제성이 불충분해지는 경우가 있다. 한편, 가교제의 사용량이 지나치게 많으면, 마모 저항성 폴리머 도트의 수지가 취약하게 되거나, 내광성 저하에 의한 열화를 초래할 우려가 있다.
상기 폴리머 도트에는, 폴리아미드 수지(폴리아미드 수지의 가교체)에 부가하여, 발수발유제, 난연제, 착색제, 무광택제, 소취제, 항균제, 산화방지제, 충전제, 가소제, 자외선 차폐제, 축광제 등의 공지한 각종 첨가제를, 필요에 따라 첨가하여도 좋다.
마모 저항성 폴리머 도트는, 복수의 돌기물(도트)이 개개 독립적으로 존재하는 형태를 들 수 있다. 단, 마모 저항성 폴리머 도트가 외관상 연속층이라도, 부분적으로 마모 저항성 폴리머 도트를 구성하는 수지의 양이나 면적을 작게 한 것은, 가요성의 확보가 가능하고, 본 발명의 불연속층에 포함된다. 마모 저항성 폴리머 도트를 구성하는 폴리아미드 수지는, 일반적으로 경질인 경우가 많고, 예컨대 폴리우레탄 수지와 비교하면, 유연성에 뒤떨어지는 것이 통상이지만, 본 발명의 포백에서는, 마모저항 수지로서, 불연속의 폴리머 도트를 극히 소량 형성함으로써, 폴리머 도트가 형성되지 않는 개소에서의 굴곡을 가능하게 하고 있고, 이에 따라, 비교적 경질인 수지로 구성되는 불연속인 마모 저항성 수지층을 형성하여도, 가요성 기재가 원래 갖는 유연성을 거의 유지할 수 있다.
(2) 본 발명에서 사용하는 포백에 대해
본 발명에서 사용하는 포백은, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 직물 및 편물이 적합하다. 직물로서는, 예컨대, 평직, 사문직, 주자직 및 이들을 기본으로 한 변화 조직, 자카드 조직 등의 조직을 갖는 직물을 들 수 있고, 본 발명에서는, 평직 조직을 갖는 직물이 적합하다. 평직 조직을 갖는 직물은, 스포츠 의료, 코트, 방호복, 작업복, 모자, 장갑, 신발, 텐트, 이부자리, 가방, 의자 등의 내마모성이 요구되는 용도에 적합하게 사용되고 있기 때문이다. 편물로서는, 그 조직에 대해서는 특별히 제한은 없고, 예컨대, 환편, 경편 등의 조직을 갖는 편물을 들 수 있다.
또한, 포백을 구성하는 필라멘트에 대해서도, 특별히 제한은 없고, 모노필라멘트로 이루어지는 포백, 멀티필라멘트로 이루어지는 포백의 어느 쪽이라도 좋다. 모노필라멘트로 이루어지는 직물 및 편물은, 멀티필라멘트로 이루어지는 직물 및 편물과 비교하여 내마모성이 우수하고, 촉감은 딱딱하게 되는 경향이 있다. 본 발명을, 내마모성이 낮은 멀티필라멘트로 이루어지는 직물이나 편물에 적용하면, 내마모성의 향상 효과가 현저해지는 데다가, 마모 저항성 폴리머 도트의 일부가 멀티필라멘트의 간극에 함침함으로써 폴리머 도트와 포백 사이의 접합 강도가 보다 높아진다. 특히, 스포츠 의료, 코트, 방호복, 작업복, 모자, 장갑, 신발, 텐트, 이부자리, 가방, 의자에 적용되는 포백은, 거의가 멀티필라멘트로 이루어지는 직물 또는 편물이고, 본 발명은, 이들의 용도에 사용되는 멀티필라멘트로 이루어지는 직물 또는 편물에 적합하게 적용할 수 있다.
포백을 구성하는 섬유의 재질로서는, 천연 섬유나 화학 섬유 외에, 금속 섬유, 세라믹스 섬유 등을 들 수 있다. 천연 섬유로서는, 솜, 양모, 삼, 수모(獸毛), 비단 등 일정한 내열성과 강도를 구비하고 있는 섬유이면, 특별히 제한은 없다. 또한, 화학 섬유로서는, 레이온 등의 재생 섬유, 아세테이트 등의 반합성 섬유, 나일 론(폴리아미드) 섬유, 폴리에스테르 섬유, 아크릴 섬유, 폴리우레탄 섬유, 비닐론 섬유, 폴리프로필렌 섬유 등의 일정한 내열성과 강도를 구비하고 있는 섬유이면 좋다. 스포츠·아웃도어용의 제품이나 작업복 등의 용도에 이용하는 경우에는, 유연성, 강도, 내구성, 비용, 경량성 등의 관점에서, 나일론(폴리아미드) 섬유, 폴리에스테르 섬유 등으로 구성되는 직물이 적합하다. 또, 내열성이 없는 폴리에틸렌 섬유 등은, 사용하는 폴리머 도트의 재질에 따라서는, 본 발명에 적용하는 것이 어렵다. 왜냐하면, 마모 저항성 폴리머 도트를 배치할 때는, 열처리를 실시하기 때문이다.
포백을 구성하는 섬유의 실 종류로서는, 장섬유 또는 단섬유의 어느쪽이라도 좋다. 장섬유의 실 종류로서는, 또한 예컨대, 가공실 및 생사를 들 수 있다. 가공실을 이용한 포백은, 그 구조상 필라멘트 내에 공간이 생기기 쉽고, 돌기물 등에 걸려 섬유가 풀리기 쉬운 구조를 갖고 있지만, 본 발명을 적용함으로써, 섬유 사이를 폴리머 도트로 고정할 수 있으므로, 섬유의 흐트러짐을 저감할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 포백을 레인웨어 등의 방수성이 요구되는 용도로 사용하는 경우는, 포백에 발수 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 포백에, 후술하는 방수성 필름이나 방수 투습성 필름을 적층하여 복합 포백으로 한 경우에도, 포백이 물에 젖으면, 포백 표면에 수막이 형성되기 때문에, 보온성이나 투습성이 손상되고, 포백이 무겁게 되는 등으로 쾌적성이 저하한다. 본 발명에 따르면, 포백, 또는, 이것을 이용한 복합 포백의 발수 내구성이 현저하게 향상한다. 발수성은, 발수제의 섬유에의 부착 상태나, 포백을 구성하는 섬유의 집속 상태 등의 영향을 받는 다고 생각되어진다. 발수 처리 된 포백이라도, 포백을 구성하고 있는 섬유가 마찰되면, 발수제의 분자 배향이 흐트러지거나, 발수제가 섬유 표면에서 탈락하거나, 혹은 섬유가 풀려 섬유 사이의 간극에 물이 침입하기 쉽게 되므로, 발수성은 저하하는 경향이 있다. 본 발명에 따르면, 포백 표면에 형성된 폴리머 도트가, 발수 처리가 실시된 섬유의 마찰 부하를 경감할 수 있기 때문에, 또한, 포백을 구성하는 섬유를 고정하여, 섬유의 집속 상태를 유지할 수 있으므로, 발수 내구성이 현저하게 향상한 것으로 생각된다.
또한, 본 발명자는, 포백 표면을 피복하는 폴리머 도트의 면적이 크면, 발수 내구성이 저하하는 경향이 있는 것을 발견했다. 이것은, 폴리머 도트의 표면이, 포백 표면과 비교하여 평활한 것, 마찰에 의해 폴리머 도트 표면의 발수제가 탈락하기 쉬운 것에 기인하고 있다고 생각되어진다. 본 발명에 따르면, 포백 표면을 피복하는 폴리머 도트가 육안으로 확인할 수 없을 정도로 미량이기 때문에, 폴리머 도트 자체에 의한 상기 발수 내구성의 저하를 억제할 수 있었던 것도, 발수 내구성이 현저하게 향상한 하나의 원인으로 생각되어진다.
발수제에 대해서는, 물 또는 유기 용제를 용매로 하는 불소계, 실리콘계, 파라핀계 등이 있지만, 안전성이 높고, 내구성, 발유성 등을 갖는 물베이스의 퍼플루오로알킬아크릴레이트를 함유하는 공중합체를 주성분으로 하는 불소계 발수제를 이용하는 것이 바람직하다. 구체예를 들면, 다이킨고교사 제조의 발수발유제, 유니다인 TG-571G나, 아사히가라스사 제조 발수발유제, 아사히가드 AG-7000 등을 1 wt％∼10 wt％로 희석한 수용액을 이용한다. 또한, 발수 내구성을 더욱 높이기 위해, 가교제를 병용하는 것이 바람직하다. 가교제로서는, 멜라민 수지, 블록화 이소시아네이트, 글리옥살 수지 등이 있고, 이들의 가교제를 단독 또는 병용함으로써, 세탁이나, 마모에 대한 발수 내구성이 향상한다. 구체예를 들면, 다이니폰잉크가가쿠고교사 제조 멜라민 수지, 베카민M-3나, 메이세이가가쿠고교사 제조 블록화 이소시아네이트, 메이카네이트 MF 등을, 약 0.1 wt％∼1 wt％ 발수욕 중에 혼합하고, 포백에 도공 후에는 가교 반응이 발생하는 온도까지 적절하게 가열한다.
또한, 상기 발수제를 혼합한 수용액을 포백 중에 보다 좋게 침투시키기 위해, 적절하게 침투 조제를 이용하는 것이 바람직하다. 침투 조제로서는, 수용성알콜이나 계면활성제를 들 수 있다. 또한, 발수욕 중에 발수성을 손상시키지 않을 정도의 유연제를 첨가함으로써, 포백의 촉감을 개선하는 것도 가능하다. 나아가서는 필요에 따라, 소포제, pH 조정제, 유화 안정제, 대전 방지제 등을 적절하게 선정하여 이용할 수 있다.
발수 처리에 대해서는, 폴리머 도트를 피복한 포백 혹은, 여기에 후술하는 방수성 필름이나 방수 투습성 필름을 적층한 것에 적정한 농도로 희석한 물베이스의 발수제 분산액을 코팅하고, 계속해서 여분의 액을 롤사이에서 짜내고, 오븐으로 건조·열처리시키는 방법을 이용할 수 있다. 발수 처리한 후의 포백의 표면에 폴리머 도트를 피복하는 것도 가능하지만, 이 방법에서는 도트가 충분한 강도로 포백과 접착하지 않을 우려가 있는 것과, 도트의 표면에 발수제가 코팅되지 않기 때문에 포백의 발수성이 충분히 발현하지 않을 우려가 있다. 발수제의 코팅 방법으로서는, 키스 코팅, 패드에의 침지, 스프레이 코팅 등 일반적인 방법을 이용할 수 있다. 레 인웨어 등, 방수성이 요구되는 제품으로서 사용하는 경우, 포백에 발수 처리하여도, 장시간 사용하면, 포백 표면이 마찰됨으로써 포백의 발수성이 저하하는 것이 큰 기술 과제이지만, 본 발명에 따르면, 포백의 발수 내구성도 비약적으로 높아진다.
본 발명에서 사용하는 포백은, 적절하게 염색할 수 있다. 염색 방법에 대해서도, 특별히 제한은 없고, 섬유를 구성하는 소재에 따라, 염료 및 염색 방법을 적절하게 선택하면 좋다.
(3) 폴리머 도트의 피복 형태에 대해
본 발명의 포백은, 표면에 요철을 갖는 것인 경우, 포백 표면의 볼록부의 적어도 일부가, 상기 폴리머 도트로 피복되어 있는 것이 바람직하다. 포백의 마모는, 포백 표면의 볼록부로부터 생긴다고 생각되어지고, 포백 표면의 볼록부의 적어도 일부를, 폴리머 도트로 피복함으로써, 포백의 내마모성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 「포백의 볼록부」는, 엄밀하게 정의되는 것이 아니지만, 포백을 구성하는 섬유에 의해 형성되는 부분으로서, 주위의 부분과 비교했을 때에, 주위의 부분보다 어느 정도 높이가 있는 부분이다. 예컨대, 표면에 요철을 갖는 포백이 직물인 경우, 날실이 씨실 상에 적층하여 이루어지는 교차부, 또는, 씨실이 날실 상에 적층하여 이루어지는 교차부의 적어도 어느 한쪽이, 직물 표면의 볼록부를 형성한다. 즉, 직물에는, 날실이 씨실 상에 적층하여 이루어지는 교차부와 씨실이 날실 상에 적층하여 이루어지는 교차부가 있지만, 이 2종류의 교차부가, 모두 볼록부를 형성하는 경우와, 어느 한쪽만이 볼록부를 형성하는 경우가 있다. 2종류 의 교차부가 모두 볼록부를 형성하는 경우란, 예컨대, 평직으로서, 날실과 씨실이 유사한 섬도, 강직(剛直)성, 직밀도를 갖는 경우이다. 날실의 섬도가 씨실의 섬도와 비교하여 큰 경우, 날실의 직밀도가 씨실의 직밀도보다 높은 경우, 혹은, 씨실이 날실과 비교하여 강직인 경우는, 날실이 씨실 상에 적층하여 이루어지는 교차부가 직물의 볼록부를 형성한다. 또한, 섬도, 직밀도, 실의 강직성이 반대인 경우는, 씨실이 날실 상에 적층하여 이루어지는 교차부가 볼록부를 형성한다. 예컨대, 도 9는, 평직 직물 표면의 전자현미경 사진이다. 직물 표면의 볼록부를 「○」로 나타냈다. 날실의 섬유 밀도가 씨실보다 높기 때문에, 날실이 씨실 상에 적층하여 이루어지는 교차부가 직물 표면의 볼록부를 형성하고 있다. 또한, 도 12는 환편의 편물 표면의 전자현미경 사진이다. 편물 표면의 볼록부를 「○」로 나타냈다. 표면에 요철을 갖는 포백이 편물인 경우, 실교차부 또는 실루프부의 적어도 어느 한쪽이, 편물 표면의 볼록부를 형성한다. 어느쪽의 경우에 있어서도, 표면의 볼록부의 적어도 일부가, 상기 폴리머 도트로 피복되어 있기 때문에, 내마모성이 향상한다. 포백이, 직물 혹은 편물의 어느 한쪽인 경우도, 표면의 볼록부의 적어도 일부가, 상기 폴리머 도트로 피복되어 있음으로써, 얻어지는 포백의 내마모성이 향상한다.
포백 표면의 볼록부가 폴리머 도트로 피복되어 있는 피복율은, 40％ 이상이 바람직하고, 60％ 이상이 보다 바람직하며, 80％ 이상인 것이 특히 바람직하다. 포백 표면의 볼록부의 피복율을 40％ 이상으로 함으로써, 내마모성의 향상 효과가 한층 더 향상하기 때문이다. 포백 표면의 볼록부의 피복율의 상한은 특별히 한정되지 않고, 100％라도 좋다. 100％인 경우에는, 매우 우수한 내마모성을 갖는 포백을 얻 을 수 있다. 또, 포백 표면의 볼록부가 폴리머 도트로 피복되어 있는 피복율은, 폴리머 도트 처리 후의 포백을 전자현미경으로 20배 이상의 배율로 관찰하여, 관찰 결과에 기초하여, 하기 식으로 산출한다.
볼록부 피복율(％)= 100×(폴리머 도트로 피복되어 있는 볼록부의 수/볼록부의 총수)
또한 본 발명에서는, 포백 표면의 오목부가, 상기 폴리머 도트로 피복되어 있는 피복율은, 40％ 이하가 바람직하고, 30％ 이하가 보다 바람직하다. 또한 포백 표면의 오목부가, 상기 폴리머 도트에 의해 실질적으로 피복되어 있지 않은 것이 바람직하다. 포백의 마모는, 포백 표면의 볼록부에서 생긴다. 그 때문에, 표면의 오목부를 폴리머 도트로 피복하는 것은, 내마모성 향상에의 기여가 작고, 오목부의 피복율이 40％를 넘어버리면, 오히려 포백의 경량화가 손상되는 원인이 되기 때문이다. 포백의 오목부는, 포백을 구성하는 섬유에 의해 형성되는 부분으로서, 주위의 부분과 비교했을 때에, 주위의 부분보다 어느 정도 높이가 낮은 부분이고, 전술한 포백의 볼록부가 아닌 부분이다.
또, 포백 표면의 오목부가 폴리머 도트로 피복되어 있는 피복율은, 폴리머 도트 처리 후의 포백을 전자현미경으로 20배 이상의 배율로 관찰하여, 관찰 결과에 기초하여, 하기 식으로 산출한다.
오목부 피복율(％)= 100×(폴리머 도트로 피복되어 있는 오목부의 수/오목부의 총수)
또한, 포백이 직물인 경우, 인접하는 2개의 날실과 인접하는 2개의 씨실의 비교차부를 포함하는 부분이, 상기 폴리머 도트에 의해 실질적으로 피복되지 않은 것이 바람직하다. 상기 비교차부를 포함하는 부분이 폴리머 도트로 피복되어 버리면, 폴리머 도트에 의해, 인접하는 2개의 날실과 인접하는 2개의 씨실이 고정되어 버리므로, 얻어지는 포백의 촉감이 나빠지기 때문이다.
본 발명에서는, 폴리머 도트의 폴리머와, 포백을 구성하는 폴리머는, 친화성이 높은 폴리머끼리인 것이 바람직하다. 폴리머 도트의 폴리머와, 포백을 구성하는 폴리머가 친화성이 높은 폴리머끼리 이루어지면, 폴리머 도트와 포백의 밀착성이 높아지고, 마모 시에 폴리머 도트가 포백으로부터 탈락하는 것이 억제된다. 그 결과, 내마모성의 내구성이 향상한다. 구체적으로는, 친화성이 높은 폴리머끼리란, 예컨대 동일 종류의 폴리머끼리이고, 포백을 구성하는 폴리머가 폴리아미드 수지(나일론)이면, 상기 폴리머 도트가, 폴리아미드 수지를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 포백과 폴리머 도트의 사이에 이온 결합이나 공유 결합 등의 화학적 결합을 도입함으로써, 밀착성을 높이는 것도 바람직하다. 이 때문에 적절하게 가교제 등을 이용하여도 좋다.
(4) 포백의 제조 방법에 대해
본 발명의 포백의 제조 방법은, 폴리머 조성물을 포백의 표면에 배치하여, 상기 포백의 표면을 폴리머 도트로 피복하는 공정과, 상기 포백의 표면에 형성한 폴리머 도트를 고정하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 포백은, 상기 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 즉, 액형 폴리머 조성물을 표면에 오목 셀을 갖는 그라비아 패턴롤에 도포하고, 이것을 포백 표면에 직접 전사함으로써, 포백 표면을 불연속의 폴리머 도트로 피복하는 다이렉트 그라비아법이나, 일단 별도의 편평한 롤을 통해 도트를 포백 표면에 전사하는 오프셋 그라비아 프린트법 등을 이용할 수 있다. 혹은, 동일한 폴리머 조성물을 로터리 스크린이나 플랫(flat) 스크린 상에 배치하여, 스키지로 포백 표면에 전이시켜, 불연속의 폴리머 도트로 피복하는 방법도 이용할 수 있다. 이 때, 포백의 표면에 형성되는 폴리머 도트의 평균 최대 직경, 크기, 평균 피치, 면적 피복율 등은, 그라비아롤의 오목 셀이나, 스크린에 형성된 구멍의 크기, 피치, 패턴, 및 액형화시킨 폴리머의 점도 등을 적절하게 설정함으로써 제어할 수 있다. 또한, 예컨대, 오목 셀에 충전되어 있는 폴리머 조성물을 포백 표면에 전사시키는 압력을 제어함으로써, 포백 표면의 볼록부를 폴리머 도트로 피복할 수 있다. 전술한 방법 외에도 포백 표면의 볼록부에 폴리머 도트를 형성하기 위해 범용의 프린트 또는 불연속인 코팅 방법을 적절하게 이용할 수 있다. 또한, 폴리머 조성물이 고형인 경우, 그것을 미세하게 분쇄한 분체로 하여, 파우더 코터로써 포백 상에 낱낱히 뿌림으로써 일정량의 폴리머 조성물을 포백 상에 배치하는 방법도 있지만, 폴리머는 임의의 배치가 되기 때문에, 본 발명에 있어서, 포백의 볼록부에 보다 많은 폴리머 도트를 배치하는 방법으로서는 부적절하다.
본 발명의 제조 방법으로 사용하는 폴리머 조성물이란, 예컨대, 폴리머 도트의 원료인 기재 수지를 가열 용융시킨 것, 또는, 용매 혹은 분산매를 함유함으로써 액형(페이스트형을 포함함)으로 한 조성물이다. 폴리머 도트의 원료인 기재 수지는, 전술한 폴리머 도트의 소재로서 예를 든 것을 사용할 수 있다.
상기 용매 또는 분산매로서는, 예컨대, 물, 톨루엔, 크실렌, 디메틸포름아미드, 메탄올, 에탄올 등, 혹은 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 안전성 및 환경 보전의 관점에서, 용매 또는 분산매로서 물을 주성분으로서 사용하는 것이 바람직하다.
상기 폴리머 조성물에는, 필요에 따라 또한, 계면활성제, 가교제 및 증점제 등의 첨가제를 함유할 수 있다. 계면활성제는, 분산매 중에 폴리머를 안정하게 분산시키거나, 폴리머 조성물의 표면 장력을 낮춤으로써 포백 표면에의 전사성 등을 개량하는 것이다. 상기 계면활성제로서는, 비이온계, 음이온계, 양이온계, 양성(Amphoteric)계 등이 있고, 폴리머 도트의 원료인 기재 수지의 종류나 첨가제와의 상호 성질에 의해 적절하게 선정된다. 증점제는, 폴리머 조성물의 점도를 조정하여, 폴리머 조성물의 그라비아 패턴롤에의 도포성이나, 포백 표면에의 전사성 등을 개량하는 것이다. 상기 증점제로서는, 예컨대, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리아크릴산나트륨 등의 수용성 고분자 타입이나, 젤라틴, 알긴산, 히알루론산 등의 천연고분자 혹은 그 유도체로 이루어지는 것 등을 들 수 있다.
상기 포백의 표면에 형성한 폴리머 도트는, 냉각, 가열 건조, 혹은, 가열에 의한 가교 반응 등에 의해 액형으로부터 고형으로 변화시킬 수 있다. 폴리머 도트가 가열 용융한 핫멜트 수지로 이루어지는 액체이면, 냉각하여 실온으로 복귀함으로써 고형으로 변화된다. 또한, 용매나 분산매를 포함한 액형 폴리머이면, 가열 건조 등에 의해 탈용매함으로써 고형의 폴리머로 변화된다. 액형 폴리머가 분체형의 폴리머를 분산매에 분산시킨 액인 경우에는, 탈분산매 후에 폴리머의 융점 이상으 로 가열함으로써, 분체형의 폴리머끼리가 융합하여, 덩어리형의 폴리머 도트를 형성한다. 이때, 용융한 폴리머는 그 일부가 포백의 표면으로부터 침투하여, 포백을 형성하는 필라멘트의 간극에 들어감으로써, 보다 강고하게 포백에 결합한다. 또한 광, 열, 수분 등에 의해 여기하여 화학적으로 반응하는 반응기를 액형 폴리머 중에 갖게 함으로써 액형으로부터 고형으로 경화시킬 수 있다. 예컨대, 에폭시기를 도입함으로써 열경화 반응을 일으키거나, 이소시아네이트기를 도입함으로써 부가 반응을 일으키게 하여 경화시킬 수 있다. 이러한 화학 반응은, 폴리머 도트내 뿐만 아니라, 폴리머 도트와 포백 표면의 사이의 계면에서도 일으킬 수 있고, 이에 따라 폴리머 도트와 포백 사이에 보다 강고한 결합력을 부여할 수 있다.
(5) 복합 포백에 대해
본 발명의 복합 포백은, 가요성 필름과 상기 가요성 필름에 적층된 본 발명의 포백을 가지고, 상기 가요성 필름은, 상기 포백의 폴리머 도트로 피복되어 있는 면의 반대측에 적층되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 가요성 필름으로서는, 가요성을 갖는 필름이면 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 폴리우레탄 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 폴리에틸렌, 폴리올레핀 등의 폴리올레핀 수지, 폴리아미드 수지, 염화비닐 수지, 합성 고무, 천연고무, 함불소계 수지 등의 필름을 들 수 있다.
상기 가요성 필름의 두께는, 5 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 10 ㎛ 이상으로서, 300 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 100 ㎛ 이하가 적당하다. 가요성 필름의 두께 가 5 ㎛보다 얇으면 제조 시의 취급성에 문제가 생기고, 300 ㎛를 넘으면 가요성 필름의 유연성이 손상되어 버리기 때문이다. 가요성 필름의 두께의 측정은, 다이얼 시그네스 게이지(Dial thickness gauge)로 측정한 평균 두께(텍록사 제조 1/1000 ㎜ 다이얼 시그네스 게이지를 이용하여, 본체 스프링 하중 이외의 하중을 걸지 않는 상태로 측정함)에 의한다.
상기 가요성 필름으로서는, 예컨대, 방수성, 방풍성, 또는 방진성을 갖는 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 가요성 필름으로서, 방수성 필름을 사용하면, 얻어지는 복합 포백에 방수성을 부여할 수 있고, 방수 투습성 필름을 사용하면, 얻어지는 복합 포백에 방수 투습성을 부여할 수 있다. 또, 방수성 또는 방수 투습성을 갖는 필름은, 일반적으로 방풍성 및 방진성을 겸비하고 있다.
레인웨어 등과 같이, 특히 방수성이 요구되는 용도에서는, JIS L 1092A법에 의해 측정되는 내수도(방수성)로, 100 ㎝ 이상, 보다 바람직하게는 200 ㎝ 이상의 방수성을 갖는 가요성 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서는, 상기 가요성 필름으로서, 방수 투습성 필름을 사용하는 것이 바람직한 형태이다. 방수 투습성 필름이란, 「방수성」과 「투습성」을 갖는 가요성 필름이다. 즉 본 발명의 복합 포백에, 상기 「방수성」에 부가하여 「투습성」을 부여할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 복합 포백을 착의 제품에 가공하여 이용한 경우에, 착용자의 인체로부터 발생하는 땀의 수증기가 적층체를 투과하여 외부로 발산되기 때문에, 착용 시의 습기가 차서 답답한 것을 막을 수 있게 된다. 여기서, 「투습성」이란, 수증기를 투과하는 성질이고, 예컨대, JIS L 1099B-2법에 의해 측정되는 투습도로 50 g/㎡·h 이상, 보다 바람직하게는 100 g/㎡·h 이상의 투습성을 갖는 것이 바람직하다.
상기 방수 투습성 필름으로서는, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 실리콘 수지, 폴리비닐알콜 수지 등의 친수성 수지 필름이나, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지, 함불소계 수지, 발수 처리를 실시한 폴리우레탄 수지 등의 소수성 수지로 이루어지는 다공질 필름(이하, 단순히 「소수성다공질 필름」이라고 하는 경우가 있음)을 들 수 있다. 여기서, 「소수성 수지」란, 수지를 이용하여 매끄럽고 평탄한 판을 성형하여, 이러한 판의 표면에 놓여진 물방울의 접촉각이 60° 이상(측정 온도 25℃), 보다 바람직하게는, 80° 이상의 수지를 의미한다.
상기 소수성다공질 필름은, 내부에 세공(연속 기공)을 갖는 다공질 구조에 의해 투습성을 유지하면서, 필름 기재를 구성하는 소수성 수지가, 상기 세공 내에의 물의 침입을 억제하여, 필름 전체로서 방수성을 발현한다. 이들의 중에서도, 상기 방수 투습성 필름으로서, 함불소계 수지로 이루어지는 다공질 필름이 적합하고, 다공질폴리테트라플루오로에틸렌 필름(이하, 「다공질 PTFE 필름」이라고 칭하는 경우가 있음)이 보다 적합하다. 특히, 다공질 PTFE 필름은, 필름 기재를 구성하는 수지 성분인 폴리테트라플루오로에틸렌의 소수성(발수성)이 높기 때문에, 우수한 방수성과 투습성을 양립할 수 있다.
상기 다공질 PTFE 필름이란, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 파인파우더를 성형 조제와 혼합함으로써 얻어지는 페이스트의 성형체로부터, 성형 조제를 제 거한 후, 고온 고속도로 평면형으로 연신함으로써 얻어지는 것으로, 다공질 구조를 갖고 있다. 즉, 다공질 PTFE 필름은, 미소한 결정 리본으로 서로 연결된 폴리테트라플루오로에틸렌의 1차 입자의 응집체인 노드와, 이들 1차 입자로부터 인출되어 늘려서 자른 결정 리본 다발인 피브릴로 이루어지고, 그리고, 피브릴과 상기 피브릴을 연결하는 노드로 구획되는 공간이 빈 구멍으로 되어 있다. 후술하는 다공질 PTFE 필름의 빈 구멍율, 최대 세공 직경 등은, 연신 배율 등에 의해 제어할 수 있다.
상기 소수성다공질 필름의 최대 세공 직경은, 0.01 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.1 ㎛ 이상으로서, 10 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 최대 세공 직경이 0.01 ㎛보다도 작으면 제조가 곤란하게 되고, 반대로 10 ㎛를 넘으면, 소수성다공질 필름의 방수성이 저하하는 것과, 필름 강도가 약해지기 때문에, 적층 등의 후속 공정에서의 취급이 곤란하게 되기 쉽다.
상기 소수성다공질 필름의 빈 구멍율은, 50％ 이상, 바람직하게는 60％ 이상으로서, 98％ 이하, 보다 바람직하게는 95％ 이하인 것이 바람직하다. 소수성다공질 필름의 빈 구멍율을 50％ 이상으로 함으로써, 투습성을 확보할 수 있고, 98％ 이하로 함으로써, 필름의 강도를 확보할 수 있다.
또, 최대 세공 직경은, ASTM F-316의 규정에 따라(사용약제: 에탄올) 측정한 값이다. 빈 구멍율은, JIS K 6885의 겉보기 밀도 측정에 준거하여 측정한 겉보기 밀도(ρ)에 의해 다음 식으로 계산하여 구한다.
빈 구멍률(％)=(2.2-ρ)/2.2× 100
상기 소수성다공질 필름의 두께는, 5 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 10 ㎛ 이상으로서, 300 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 100 ㎛ 이하가 적당하다. 소수성다공질 필름의 두께가 5 ㎛보다 얇으면 제조 시의 취급성에 문제가 생기고, 300 ㎛를 넘으면 소수성다공질 필름의 유연성이 손상되며 투습성이 저하해 버린다. 소수성다공질 필름의 두께의 측정은, 다이얼 시그네스 게이지로 측정한 평균 두께(텍록사 제조1/1000 ㎜ 다이얼 시그네스 게이지를 이용하여, 본체 스프링 하중 이외의 하중을 걸지 않는 상태로 측정함)에 의한다.
상기 소수성다공질 필름은, 그 세공내 표면에 발수성 및 발유성 폴리머를 피복시켜 이용하는 것이 바람직하다. 소수성다공질 필름의 세공내 표면을 발수성 및 발유성 폴리머로 피복해 둠으로써, 체지(體脂)나 기계유, 음료, 세탁세제 등의 여러 가지 오염물이, 소수성다공질 필름의 세공 내에 침투 혹은 유지되는 것을 억제할 수 있다. 이들의 오염 물질은, 소수성다공질 필름에 적합하게 사용되는 PTFE의 소수성을 저하시켜, 방수성을 손상하게 하는 원인이 되기 때문이다.
이 경우, 그 폴리머로서는, 함불소 측쇄를 갖는 폴리머를 이용할 수 있다. 이러한 폴리머 및 그것을 다공질 필름에 복합화하는 방법의 상세에 대해서는 WO 94/22928 공보 등에 개시되어 있고, 그 일례를 하기에 나타낸다.
상기 피복용 폴리머로서는, 하기 일반식(1)
Figure 112009018008369-PCT00001
(식 중, n은 3∼13의 정수, R는 수소 또는 메틸기임)
으로 표시되는 플루오로알킬아크릴레이트 및/또는 플루오로알킬메타크릴레이트를 중합하여 얻어지는 함불소 측쇄를 갖는 폴리머(불소화알킬 부분은 4∼16의 탄소원자를 갖는 것이 바람직함)를 바람직하게 이용할 수 있다. 이 폴리머를 이용하여 다공질 필름의 세공 내를 피복하기 위해서는, 이 폴리머의 수성마이크로에멀젼(평균 입자 지름 0.01∼0.5 ㎛)을 함불소계면활성제(예, 암모니움퍼플루오로옥타네이트)를 이용하여 제작하고, 이것을 다공질 필름의 세공 내에 함침시킨 후, 가열한다. 이 가열에 의해, 물과 함불소계면활성제가 제거되고, 함불소 측쇄를 갖는 폴리머가 용융하여 다공질 필름의 세공 내표면을 연속 기공이 유지된 상태로 피복하여, 발수성·발유성이 우수한 소수성다공질 필름을 얻을 수 있다.
또한, 다른 피복용 폴리머로서, 「AF 폴리머」(듀퐁사의 상품명)이나, 「사이토프」(아사히 가라스사의 상품명) 등도 사용할 수 있다. 이들의 폴리머를 소수성다공질 필름의 세공 내표면에 피복하기 위해서는, 예컨대 「플로리나이트」(3M 사의 상품명) 등의 불활성 용제에 상기 폴리머를 용해시켜, 다공질 PTFE 필름에 함침시킨 후, 용제를 증발 제거하면 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 소수성다공질 필름은, 폴리머 도트로 피복되어 있는 본 발명의 포백이 적층되어 있는 측의 반대측에 친수성 수지층을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 친수성 수지층을 갖는 형태는, 폴리머 도트로 피복되어 있는 포백을 표지(表地)로 하는 착의 제품 등으로 가공하는 경우에 특히 유용하다. 즉, 상기 친수성 수지는, 인체로부터 발생하는 땀 등의 수분을 흡수하여, 외부로 발산시키고, 소수성다공질 필름의 세공 내에 체지방이나 이발유 등의 여러 가지 오염물이 인체측으로부터 침입하는 것을 억제한다. 전술한 바와 같이, 이들의 오염 물질은, 소수성다공질 필름에 적합하게 사용되는 PTFE의 소수성을 저하시켜, 방수성을 손상하게 하는 원인이 되기 때문이다. 또, 친수성 수지층을 형성해둠으로써, 소수성다공질 필름의 기계적 강도도 향상하기 때문에, 내구성이 우수한 소수성다공질 필름을 얻을 수 있다. 이 친수성 수지층은, 소수성다공질 필름의 표면에 형성되어 있으면 좋지만, 친수성 수지가 소수성다공질 필름의 표층 부분에 함침되어 있는 것이 바람직하다. 친수성 수지가, 소수성다공질 필름표층의 세공 내에 함침됨으로써 앵커 효과가 작동하기 때문에, 친수성 수지층과 소수성다공질 필름의 접합 강도가 강력한 것이 된다. 또, 소수성다공질 필름의 두께 방향을 전체에 걸쳐 친수성 수지로 함침해 버리면 투습성이 저하해 버린다.
상기 친수성 수지로서는, 수산기, 카르복실기, 설폰산기, 아미노산기 등의 친수성기를 갖는 고분자 재료로서, 수팽윤성이고 또한 수불용성인 것이 바람직하게 이용된다. 구체적으로는, 적어도 일부가 가교된, 폴리비닐알콜, 초산셀룰로오스, 질산셀룰로오스 등의 친수성폴리머나, 친수성폴리우레탄 수지를 예시할 수 있지만, 내열성, 내약품성, 가공성, 투습성 등을 고려하면 친수성폴리우레탄 수지가 특히 바람직하다.
상기 친수성폴리우레탄 수지로서는, 수산기, 아미노기, 카르복실기, 술폰기, 옥시에틸렌기 등의 친수기를 포함하는 폴리에스테르계 혹은 폴리에테르계의 폴리우레탄이나 프리폴리머가 이용되고, 수지로서의 융점(연화점)을 조정하기 위해, 이소시아네이트기를 2개 이상 갖는 디이소시아네이트류, 트리이소시아네이트류, 이들의 어덕트(adduct)체를 단독 혹은 혼합하여 가교제로서 사용할 수 있다. 또한, 말단이 이소시아네이트인 프리폴리머에 대해서는 디올류, 트리올류 등의 2관능 이상의 폴리올이나 디아민류, 트리아민류 등의 2관능 이상의 폴리아민을 경화제로서 이용할 수 있다. 투습성을 높게 유지하기 위해서는 2관능쪽이 3관능보다 바람직하다.
소수성다공질 필름의 표면에 친수성폴리우레탄 수지 등의 친수성 수지층을 형성시키는 방법으로서는, 폴리우레탄 수지 등을 용제에 의해 용액화하거나, 가열에 의해 융액화하는 등의 방법에 의해 도포액을 제조하고, 그것을 롤코터 등으로 소수성다공질 필름에 도포한다. 친수성 수지를 소수성다공질 필름의 표층까지 함침시키기에 알맞은 도포액의 점도는, 도포 온도에 있어서 20,000 cps(mPa·s) 이하, 보다 바람직하게는 10,000 cps(mPa·s) 이하이다. 용제에 의한 용액화를 행한 경우는, 그 용제조성에도 의하지만, 점도가 지나치게 저하하면 도포 후, 용액이 소수성다공질 필름 전체에 확산하기 때문에, 소수성다공질 필름 전체가 친수화되고, 소수성다공질 필름의 표면에 균일한 수지층이 형성되지 않을 우려가 있고, 방수성에 문제점이 생길 가능성이 높게 되기 때문에, 500 cps(mPa·s) 이상의 점도를 유지하는 것이 바람직하다. 점도는, 토키산교사 제조의 B형 점도계를 이용하여 측정할 수 있 다.
가요성 필름과 폴리머 도트로 피복된 포백의 적층에는, 종래 공지된 접착제를 이용할 수 있다. 이러한 접착제에는, 열가소성 수지접착제 외에, 열이나 광, 수분과의 반응 등에 의해 경화할 수 있는 경화성 수지접착제가 포함된다. 예컨대, 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리우레탄계, 실리콘계, 폴리아크릴계, 폴리염화비닐계, 폴리부타디엔계, 폴리올레핀계, 그 외의 고무계 등의 각종 수지접착제를 들 수 있다. 그 중에서도, 적합한 것으로서 폴리우레탄계 접착제를 들 수 있다. 폴리우레탄계 접착제로서는, 특히, 경화 반응형의 핫멜트 접착제가 특히 적합하다. 경화 반응형 핫멜트 접착제는, 상온에서 고형이고, 가열에 의해 용융하여 저점도의 액체가 되지만, 가열 상태를 유지하는 것, 혹은 더욱 승온하는 것, 혹은 수분이나 그 외의 활성수소를 갖는 다관능화합물과의 접촉에 의해 경화 반응이 생겨 고점도의 액체 또는 고화물이 되는 접착제이다. 경화 반응은, 공기 중의 수분 외에, 경화 촉매나 경화제가 존재함으로써 진행한다. 가요성 필름과 포백의 접착에 이용하는 경화 반응형 폴리우레탄계 핫멜트 접착제로서는, 예컨대, 가열에 의해 용융하여 저점도의 액체가 되었을 때(즉, 접착을 위해 도포할 때)의 점도가, 500∼30,000 mPa·s(보다 바람직하게는 3000 mPa·s 이하)인 것이 바람직하다. 여기서 말하는 점도는, RESEARCH EQUIPMENT LTD.사 제조 「ICI 콘&플레이트비스코미터」에서, 회전자를 콘 타입, 설정 온도를 125℃로 하여 측정한 값이다.
이러한 경화 반응형 폴리우레탄계 핫멜트 접착제로서는, 습기(수분)에 의해 경화 반응할 수 있는 공지된 우레탄프리폴리머가 적합하다. 예컨대, 폴리올 성분 (폴리에스테르폴리올이나 폴리에테르폴리올 등)과, 폴리이소시아네이트(TDI, MDI, XDI(크실릴렌디이소시아네이트), IPDI(이소포론디이소시아네이트) 등의 지방족 또는 방향족디이소시아네이트; 트리이소시아네이트 등)를, 말단에 이소시아네이트기가 잔존하도록 부가 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 이러한 우레탄프리폴리머에서는, 말단의 이소시아네이트기의 존재로부터, 공기 중의 습기에 의해 경화 반응이 발생한다. 이러한 우레탄프리폴리머에 있어서, 그 용융 온도는, 실온보다도 약간 높은 50℃ 이상, 보다 바람직하게는 80∼150℃이다. 상기한 우레탄프리폴리머로서는, 예컨대, 일본 NSC사가 시판하고 있는 「본드마스터」를 들 수 있다. 이 우레탄프리폴리머는, 70∼150℃로 가열함으로써, 포백 등에 도포 가능한 점도의 융액이 되고, 이 융액을 통해 방수 투습성 필름과 포백을 접합시킨 후, 실온 정도로 냉각함으로써 반고형이 되어, 포백 등에의 지나친 침투 확산이 억제된다. 그리고, 공기 중의 습기로 경화 반응을 진행하여, 소프트하고 강력한 접착을 얻을 수 있다.
접착제의 도포 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지된 각종 수법(롤법, 스프레이법, 브러싱 법 등)을 채용하면 좋다. 또, 복합 포백에 투습성을 갖게 하는 경우는, 상기 접착제의 도포를 점형이나 선형으로 하는 것이 장려된다. 접착 면적(접착제의 도포 면적)은, 포백면의 전체 면적 중, 5％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 15％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하며, 95％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 50％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 접착제의 적용량에 대해서는, 포백 표면의 요철·섬유 밀도, 요구되는 접착성·내구성 등을 고려하여 설정하면 좋다. 예컨대, 2 g/㎡ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 5 g/㎡ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하며, 50 g/㎡ 이하로 하는 것이 바람직하고, 20 g/㎡ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 접착제의 적용량이 지나치게 적으면, 접착성이 불충분해지고, 예컨대, 세탁에 견딜 수 있을 만큼의 내구성을 얻을 수 없는 경우가 있다. 한편, 접착제의 적용량이 지나치게 많으면, 복합 포백의 촉감이 지나치게 딱딱하게 되는 경우가 있어, 바람직하지 않다. 바람직한 접착 방법으로서는, 예컨대, 가요성 필름에, 상기 경화 반응형 폴리우레탄계 접착제의 융액을 그라비아 패턴롤로 전사하거나, 또는, 스프레이하고, 그 위에 포백을 겹쳐 롤로 압착하는 방법을 들 수 있다. 특히, 그라비아 패턴을 갖는 롤에 의한 전사법을 채용한 경우에는, 양호한 접착력을 확보할 수 있고, 얻어지는 옷감의 촉감도 좋으며, 또한, 수율도 양호해진다.
본 발명의 복합 포백은, 제2 포백을 더 가지고, 상기 제2 포백은, 상기 가요성 필름의 폴리머 도트로 피복된 포백이 적층되어 있는 측의 반대측에 적층되어 있는 것이 바람직하다. 제2 포백을 적층함으로써, 가요성 필름이 마찰 등의 물리적 부하로부터 보호되고, 얻어지는 복합 포백의 물리적 강도가 높아지기 때문이다. 또, 가요성 필름에 피부가 직접 접촉했을 때의 끈적함이 없고, 촉감이 향상하며, 의장성도 높아진다. 상기 제2 포백으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 직포, 편포, 네트, 부직포, 펠트, 합성 피혁, 천연 피혁 등을 들 수 있다. 또한, 포백을 구성하는 재료로서는, 솜, 삼, 수모(獸毛) 등의 천연 섬유, 합성 섬유, 금속 섬유, 세라믹스 섬유 등을 들 수 있고, 복합 포백이 사용되는 용도에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 복합 포백을 아웃도어용의 제품에 이용하는 경우에는, 유연성, 강도, 내구성, 비용, 경량성 등의 관점에서, 폴리아미드 섬유, 폴리에 스테르 섬유 등으로 구성된 직포를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 포백에는, 필요에 따라, 종래 공지된 발수 처리, 유연 처리, 제전(制電) 처리 등을 실시할 수 있다.
(6) 본 발명의 섬유 제품
본 발명의 섬유 제품은, 섬유 제품을 구성하는 옷감으로서, 전술한 본 발명의 포백 또는 복합 포백을 이용하는 것을 특징으로 한다. 예컨대, 본 발명의 섬유 제품으로서는, 착의 제품, 텐트, 이부자리, 가방, 의자 등을 들 수 있다. 상기 착의 제품으로서는, 예컨대, 아웃도어 재킷, 레인웨어, 윈드브레이커, 슬렉스, 피노팬츠, 청바지, 모자, 장갑, 신발 등을 들 수 있다. 이들의 섬유 제품을 구성하는 옷감으로서 본 발명의 포백 또는 복합 포백을 일부 또는 전체에 이용함으로써, 얻어지는 섬유 제품의 내마모성이 향상된다.
이들 중에서도, 본 발명의 포백 또는 복합 포백의 폴리머 도트로 피복되어 있는 측을 표지, 또는, 안감으로 한 착의 제품이 바람직하다. 표지로서 사용하는 경우에는, 예컨대, 룩크(Rucksack)나 백을 짊어 진 경우의 어깨 벨트와의 마찰에 대해서도 우수한 내성을 발휘한다. 백패킹(backpacking)에서는, 레인웨어가 룩크의 어깨 벨트와 마찰되어 견부의 발수성이 조기에 저하하는 것이 문제가 되고 있었지만, 본 발명의 포백을 사용하면, 견부에서의 발수성 저하를 크게 방지할 수 있다. 또한, 안감으로서 사용하는 경우에는, 내측에 착용하고 있는 착의 제품 혹은 벨크로 패스너와 같은 부속 물품과의 마찰에 대해 더 우수한 내성을 발휘한다. 레인웨어의 안감에서는, 안감에서의 빗물이 감도는 것(위킹)을 막기 위해 발수 처리가 행 해지는 경우가 있지만, 본 발명의 포백을 안감에 사용하면, 발수 내구성이 향상하기 때문에, 장기간에 걸쳐 위킹을 방지할 수 있다.
본 발명의 포백 또는 복합 포백은, 착의 제품의 적어도 일부에 사용되면 좋고, 예컨대, 어깨, 팔꿈치, 무릎, 소매, 또는, 옷단 부분의 적어도 일개소에 사용되는 것이 바람직한 형태이다. 어깨, 팔꿈치, 무릎, 소매, 또는, 옷단 등의 부분은, 굴곡이나 접촉 등에 의해 마찰을 받기 쉬운 부분이고, 본 발명을 적합하게 적용할 수 있기 때문이다.
본 발명의 포백 또는 복합 포백을 이용한 섬유 제품으로서, 방수성을 필요로 하는 것은, 옷감끼리의 재봉부를 필러(filler) 테이프에 의해 방수 가공을 실시하는 것이 바람직하다. 재봉부의 방수 가공을 실시하기 위한 필러 테이프로서는, 고융점 수지의 기재 필름과 저융점의 접착제를 적층하여 이루어지는 테이프 등이 적절하게 이용되고, 바람직하게는, 고융점 수지의 기재 필름과 핫멜트 접착제를 적층한 것을 들 수 있다. 상기 고융점 수지의 기재 필름의 표면에는 니트나 메쉬 등이 더욱 적층되어 있어도 좋다.
상기 필러 테이프의 핫멜트 접착제로서는, 폴리에틸렌 수지 및 그 코폴리머, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 브티랄 수지, 폴리초산비닐 수지 및 그 공중합체계, 셀룰로오스유도체, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐에테르 수지, 폴리우레탄, 폴리카보네이트 수지, 폴리염화비닐 수지 등을 적절하게 이용할 수 있지만, 바람직하게는, 폴리우레탄 수지를 이용한다. 이것은, 의류로서 드라이크리닝 내구성이나, 세탁 내구성을 필요로 하는 것과, 유연한 촉감을 필요로 하기 때문이다. 또한 핫멜트 접착제 수지층의 두께는 25 ㎛ 이상이 바람직하고, 50 ㎛ 이상이 보다 바람직하며, 400 ㎛ 이하가 바람직하고, 200 ㎛ 이하가 보다 바람직하다. 핫멜트 접착제층이 25 ㎛ 미만에서는 접착제 수지의 절대량이 지나치게 적고, 충분한 접착 강도로 접착하는 것이 어렵다. 또한, 재봉부의 실의 요철부를 접착제로 완전히 매립할 수 없고, 필러부의 방수성이 불충분해진다. 한편, 핫멜트 접착제층이 400 ㎛가 넘는 두께가 되면, 테이프를 열압착할 때, 충분히 용해할 때까지 시간이 걸려, 가공성이 저하하거나, 접착되는 방수 옷감측에 열적인 손상이 발생할 가능성이 생긴다. 또한, 열압착 시간을 단축하면, 시트가 충분히 용해하지 않고, 충분한 접착 강도를 얻을 수 없게 되어 버린다. 또한, 접착 가공 후의 필러부의 촉감이 딱딱하게 되어, 예컨대 의료에 적용한 경우, 필러부에서 뻣뻣한 느낌을 갖게 된다.
상기 필러 테이프의 구체예로서는, 예컨대, 고융점의 폴리우레탄 수지의 필름과, 저융점의 폴리우레탄핫멜트 접착제를 적층한 SAN CHEMICAL사 제조의 T-2000, FU-700 등의 필러 테이프, 닛신 보세키사 제조의 MF-12T, MF-12T2, MF-10F 등의 필러 테이프, 고융점의 다공질폴리테트라플루오로에틸렌 수지의 필름과 저융점의 폴리우레탄핫멜트 접착제를 적층한 재팬 고어텍스사 제조의 GORE-SEAMTAPE 등을 들 수 있다.
이들의 필러 테이프는, 테이프의 핫멜트 수지측에 열풍을 쐬어, 수지를 용융시킨 상태로 비접착체에 가압롤로 압착하는 기존의 핫에어 시일러로 융착 가공할 수 있다. 예컨대, 퀸라이트 전자정공사 제조의 퀸라이트 Model QHP-805나, W. L. GORE& ASSOCIATES사 제조의 MODEL 5000E 등을 사용할 수 있다. 또한, 짧은 재봉부 를 보다 간편하게 융착 가공하기 위해서는, 시판의 열프레스기나 다리미로 필러 가공을 행하여도 좋다. 이 때는, 필러 테이프를 재봉부에 중첩한 상태로 그 위에서 열을 가한다. 상기 필러 테이프의 열압착 조건은, 테이프에 사용되는 핫멜트 접착제의 융점, 방수 옷감의 두께, 재질, 융착 스피드 등에 의해 적절하게 설정되면 좋다. 그 필러 테이프의 열압착의 일례를 들면, 필러 테이프(바람직하게는, 폴리에스테르우레탄계 핫멜트, 유동값이 180℃에 있어서 40∼200× 10-3 ㎤/s, 보다 바람직하게는, 100× 10-3 ㎤/s, 두께가 25∼200 ㎛, 보다 바람직하게는 50∼150 ㎛)를 핫에어 시일러에 장착하여, 핫멜트 수지의 표면 온도가 150℃~180℃, 보다 바람직하게는, 160℃가 되도록 설정하여 열압착한다. 이어서, 그대로 가열 부분이 실온으로 되돌아갈 때까지 방냉하여 열압착을 완료시킨다. 핫멜트의 유동값은 지나치게 낮으면 접착력이 부족하게 되고, 지나치게 높으면 봉제 구멍이나 테이프 엣지(edge)부로부터 수지가 배어나와 가압롤 등에 부착되어 버린다. 또한 핫멜트 수지의 표면 온도는, 지나치게 낮으면 충분히 융해하지 않고, 접착력의 부족을 초래하며, 너무 높으면 유동성이 높게 되어, 재봉부로부터의 수지가 배어나오는 문제가 발생하고, 핫멜트 수지 자체가 열분해를 일으켜, 접착 강도가 저하할 우려가 있다.
[평가 방법]
<포백의 외관 평가>
포백의 외관은, 폴리머 도트를 배치하기 전의 포백의 외관과 배치 후의 포백 의 외관을 비교했을 때, 그 표면의 광택감이나, 요철감에 있어서 차가 있는지의 여부로 판정한다. 포백을 수평한 테이블 상에 놓고, 40 W의 백열 램프를 전방의 약 60°의 각도로부터 조사하여, 400만 화소 이상의 디지털 카메라로 포백의 표면을 바로 앞에서 약 60°의 각도로부터 촬영하고, 그 모노크롬 화상을 모니터 상에서 관찰했을 때에, 육안으로 차가 있으면, 외관에 차이가 있다고 판정한다. 촬영은, Sony사 제조의 디지털 카메라 「Cyber-shot DSC-T5」를 이용하여 5.1 메가픽셀의 해상도로 포백의 세로 60 ㎜, 가로 70 ㎜의 범위를 모노톤 모드로 행했다. 판정의 기준은, 그 외관의 차이의 정도에 의해 다음 4단계로 나뉘어진다.
1급: 외관에 차가 보임
2급: 약간 외관에 차가 보임
3급: 거의 외관에 차가 보이지 않음
4급: 외관에 차가 보이지 않음
<폴리머 조성물 점도 측정 방법>
페이스트형의 폴리머 조성물의 점도는, 토키산교 제조 점도계 TV-10에 M4형로터를 장착하여, 회전수 30 rpm, 측정 시간 10초의 조건에서 측정했다.
<포백의 두께>
JIS L 1096에 기초하여, 포백의 두께를 측정했다. 측정은 텍록사 제조 시그네스 게이지 PF-15에서, 본체 스프링 하중 이외의 하중을 걸지 않는 상태로 행했다.
<(복합)포백의 단위 면적당 질량(단위 중량)>
JIS L 1096에 기초하여, (복합)포백의 단위 면적당 질량(g/㎡)을 측정했다.
<투습도>
JIS L 1099B-2법에 기초하여, (복합)포백의 투습도(g/㎡·h)를 측정했다.
<폴리머 도트 볼록부 피복율>
전자현미경을 이용하여 확대 배율 50배로, 폴리머 도트 처리 후의 포백 표면의 관찰을 행했다. 전자현미경은, 히타치제작소 제조 히타치 주사전자현미경 S-3000H를 사용했다. 이때의 시야는 약 2.6 ㎜× 1.2 ㎜였다. 이 범위의 시야에 있어서, 포백 표면의 볼록부의 수를 세어, 그것을 볼록부의 총수로 하고, 그 중, 폴리머 도트로 피복된 볼록부의 수를 세어, 다음식에 의해 산출했다.
폴리머 도트 볼록부 피복율(％)= 100×(폴리머 도트로 피복되어 있는 볼록부의 수/볼록부의 총수)
<폴리머 도트의 오목부 피복율>
상기와 동일하게 하여, 전자현미경을 이용하여 포백 표면의 관찰했다. 이 때의 시야는 약, 2.6 ㎜× 1.2 ㎜였다. 이 범위의 시야에 있어서, 포백 표면의 오목부의 수를 세어, 그것을 오목부의 총수로 하고, 그 중, 폴리머 도트로 피복된 오목부의 수를 세어, 다음식에 의해 산출했다.
폴리머 도트 오목부 피복율(％)= 100×(폴리머 도트로 피복되어 있는 오목부의 수/오목부의 총수)
<면 패스너에 의한 (복합)포백의 마모 내구성 시험>
JIS에 규정된 마찰 시험기 II 형태(학진형)의 마모자에 면 패스너의 훅 측(YKK사 제조, 상품명 퀵론 1QNN-N)을 장착하고, 시험편 대에는 시료를 장착하여, 200 g의 하중으로 500회 마찰하여, 외관의 보풀이 일어나는 상태를 판정한다. 시험은 세로 및 가로 방향으로 각각 행하고, 그 평균값을 시험 결과로 한다. 보풀이 일어나는 상태는, 이하의 판정 기준에 기초한다.
1급: 현저하게 보풀이 일어나는 것이 확인됨
2급: 10개소 이상의 보풀이 일어나는 것이 확인됨
3급: 10개소 미만의 보풀이 일어나는 것이 확인됨
4급: 3개소 이내의 보풀이 일어나는 것이 확인됨
5급: 보풀이 일어나는 것은 확인되지 않음
<마모 후의 발수도 시험 방법>
JIS L 1096 E법에 기재된 마틴데일(Martidale) 마모 시험기의 시료 홀더에, JIS L 0803에 규정하는 3호 면포를 장착하고, 표준 마모천 장착측에는 표준 마모천 대신에 시료를 장착하여, 압박 하중 12 kPa에서 500회 마모 처리를 행한다. 이 때, 시료 홀더의 면포에는 2 ㎤의 이온 교환수를 부착시켜 습윤 상태 하에서 마모 처리를 행한다. 마모 처리를 행한 시료는 실온에서 하루 이상 풍건시켜, 이어서 JIS L 1092에 기재한 스프레이 발수 시험을 행한다.
<촉감값>
각 시료의 촉감에 관한 물리 특성에 대해, 굽힘 특성의 평가를 순굽힘 시험기(KATO TECH사 제조, KES-FB2, PURE BENDING TESTER)에서 행하고, 포백의 폭 1 ㎝ 당 굽힘 강성을 비교했다. 시험은 (복합)포백의 세로 방향과 가로 방향 각각에 대 해 행했다. 굽힘 강성값이 높을수록, 촉감이 딱딱하게 되는 것을 의미하고 있다.
<마모 견뇌도 시험>
JIS L 0849에 기초하여, 습윤의 조건에서 마모 견뇌도의 시험을 행했다.
(1) 마모 저항성 폴리머 미처리 포백의 제작
포백 A
날실, 씨실의 섬도가 모두, 78 dtex, 필라멘트수가 34개인 세미덜(semidull)의 가연(假撚) 가공실(폴리아미드(나일론6,6) 100％)로 이루어지는 격자직 조직으로, 날실, 씨실을 각각 격자부는 2개 꼬아, 약 2.5 ㎜ 간격의 격자로 한 직물을 제작하고, 액류 염색에 의해 염색하여, 포백 A를 준비했다. 이 직물의 밀도는 날실이 120개/2.54 ㎝, 씨실이 80개/2.54 ㎝였다. 이 직물의 단위 중량은, 75.0 g/㎡였다.
포백 B
날실, 씨실의 섬도가 모두, 83 dtex, 필라멘트수가 72개인 세미덜의 가연 가공사(폴리에스테르 100％)로 이루어지는 평직 조직의 직물을 제작하고, 액류 염색에 의해 염색하여, 포백 B를 준비했다. 이 직물의 밀도는 날실이 119개/2.54 ㎝, 씨실이 95개/2.54 ㎝였다. 이 직물의 단위 중량은, 79.0 g/㎡였다.
포백 C
날실, 씨실의 섬도가 모두, 74 dtex(80순위)의 2개 꼬은 실의 면(綿)으로 이루어지는 2/2 능직물의 옷감을 제작하고, 지거 염색에 의해 염색하여, 포백 C를 준비했다. 이 직물의 밀도는 날실이 190개/2.54 ㎝, 씨실이 90개/2.54 ㎝였다. 이 직물의 단위 중량은, 176.2 g/㎡였다.
포백 D
섬도가 83 dtex, 필라멘트수가 36개인 세미덜의 가연 가공실(폴리에스테르 100％)로 이루어지는 환편(circular knitting)의 스무스 편물을 제작하고, 액류 염색에 의해 염색하여, 포백 D를 준비했다. 이 편물의 밀도는, 웰이 42개/2.54 ㎝, 코스가 45개/2.54 ㎝였다. 이 편물의 단위 중량은 127.1 g/㎡였다.
포백 E
날실, 씨실의 섬도가 모두, 44 dtex, 필라멘트수가 34개인 세미덜의 가연 가공실(폴리아미드(나일론6,6) 100％)로 이루어지는 평직 조직의 직물을 제작하고, 액류 염색에 의해 염색하여, 포백 E를 준비했다. 이 직물의 밀도는 날실이 165개/2.54 ㎝, 씨실이 120개/2.54 ㎝였다. 이 직물의 단위 중량은, 54.5 g/㎡였다.
포백 F
날실, 씨실의 섬도가 모두, 22 dtex, 필라멘트수가 20개인 세미덜의 가연 가공실(폴리아미드(나일론6,6) 100％)로 이루어지는 격자직 조직에서, 날실, 씨실을 각각 격자부는 2개 꼬아, 날실 약 1.5 ㎜, 씨실 약 2 ㎜ 간격의 격자로 한 직물을 제작하고, 액류 염색에 의해 염색하여, 포백 F를 준비했다. 이 직물의 밀도는 날실이 177개/2.54 ㎝, 씨실이 157개/2.54 ㎝였다. 이 직물의 단위 중량은, 37.1 g/㎡였다.
포백 A∼F의 성질을 표 1에 나타냈다.
포백 날실 씨실 단위 중량 g/㎡ 두께 mm 조직
섬도 dtex 필라멘트 수 밀도 개/2.54 cm 섬도 dtex 필라멘트 수 밀도 개/2.54 cm
A 78 34 120 78 34 80 75.0 0.22 격자직 (약 2.5 mm 간격)
B 83 72 119 83 72 95 79.0 0.16 평직
C 74 - 190 74 - 90 176.2 0.27 2/2 능직
D 83 36 42 - - 45 127.1 0.50 환편
E 44 34 165 44 34 120 54.5 0.14 평직
F 22 20 177 22 20 157 37.1 0.11 격자직 (약 1.5×2 mm 간격)
(2) 폴리머 도트 형성용 폴리머 조성물의 조제
표 2에 나타내는 조성의 재료를 충분히 혼합하여, 페이스트형의 폴리머 도트 형성용 폴리머 조성물을 얻었다. 이 폴리머 조성물의 점도는 실온에서, 24,000 mPa·s였다.
성분 함유량 (wt%)
폴리아미드 수지 Degussa AG사제 「베스타멜트 ×1310P1」 25
블록화 이소시아네이트 에멀젼 명성화학공업주식회사제 「NBP-75」 2
증점제 Stockhausen AG사제 「MIROX HP」 1
물 72
(3) 마모 저항성 폴리머를 형성한 포백의 제작
포백 1
상기한 바와 같이 하여 얻은 폴리머 조성물을, 100개/2.54 ㎝의 개수로, 개구 면적율이 80％(한변의 치수가 0.227 ㎜인 정사각형의 구멍이 0.254 ㎜의 간격으로 세로, 가로로 배열된 형상)로 깊이가 0.06 ㎜인 피라미드형의 오목 셀을 갖는 그라비아롤을 이용하여, 포백 A의 한 면에 실온에서 그라비아 프린트법에 의해 전사했다. 다음으로 전사된 폴리머 조성물 중 수분을 제거하고, 가교 반응을 촉진시킬 목적으로, 폴리머 조성물이 전사된 포백을 핀텐터에 걸어, 160℃로 설정된 열풍식 건조 오븐 속에 넣고, 1분간, 건조 열처리를 실시하여, 불연속인 폴리머 도트를 한 면에 형성한 포백 1을 얻었다.
포백 2
상기한 바와 같이 하여 얻은 폴리머 조성물을, 55개/2.54 ㎝의 개수로, 개구 면적율이 60％(한변의 치수가 0.386 ㎜인 정사각형의 구멍이 0.462 ㎜의 간격으로 세로, 가로로 배열된 형상)로 깊이가 0.160 ㎜인 피라미드형의 오목 셀을 갖는 그라비아롤을 이용하여, 포백 B의 한 면에, 포백 1의 그라비아 프린트 및 건조 공정과 동일한 방법에 의해, 불연속인 폴리머 도트를 한 면에 형성한 포백 2를 얻었다.
포백 3
상기한 바와 같이 하여 얻은 폴리머 조성물을, 포백 C의 한 면에, 포백 1의 그라비아 프린트 및 건조 공정과 동일한 방법에 의해, 불연속인 폴리머 도트를 한 면에 형성한 포백 3을 얻었다.
포백 4
상기한 바와 같이 하여 얻은 폴리머 조성물을, 포백 D의 한 면에, 포백 1의 그라비아 프린트 및 건조 공정과 동일한 방법에 의해, 불연속인 폴리머 도트를 한 면에 형성한 포백 4를 얻었다.
포백 5
상기한 바와 같이 하여 얻은 폴리머 조성물을, 포백 E의 한 면에, 포백 1의 그라비아 프린트 및 건조 공정과 동일한 방법에 의해, 불연속인 폴리머 도트를 한 면에 형성한 포백 5를 얻었다.
포백 6
상기한 바와 같이 하여 얻은 폴리머 조성물을, 포백 F의 한 면에, 포백 1의 그라비아 프린트 및 건조 공정과 동일한 방법에 의해, 불연속인 폴리머 도트를 한 면에 형성한 포백 6을 얻었다.
포백 7(비교예)
실시예 2에 있어서의 포백 B의 표면에, 미국 특허 출원 WO 01/12889호 공보에 기재한 불연속인 핫멜트 수지를 형성하기 위해 이하의 처리를 행했다. 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI)/폴리카프로락톤디올(다이셀 화학공업사 제조, 상품명 프락셀 210 CP)/1,4-부탄디올을 몰비가 각각 2:1:1.12이 되는 비율로 일반적인 폴리우레탄 수지의 중합 프로세스를 이용하여 반응시키고, 폴리에스테르계 핫멜트 수지의 팰릿을 제작했다. 이 수지의 유동값(시마즈제작소사 제조 플로우테스터 「CFT-500」를 이용하여, 180℃로 측정했다)는 30.3 ㎣/s였다.
다음으로, 상기 팰릿을 익스트루더에서 용융시켜, 직경 0.36 ㎜의 단열의 개구부를 가지고, 2.54 ㎝ 당 30개의 분출부를 갖는 1 m 폭의 멜트블로우 장치로 보내어, 포백 B의 표면에 부직포형의 핫멜트 수지를 형성시켰다. 일단 냉각 후, 부직포형 핫멜트 수지가 형성된 포백 B를 핀텐터에 걸어, 140℃로 설정된 열풍식 건조 오븐 속에 넣어, 1분간, 건조 열처리를 실시하고, 부직포형의 마모 저항성 폴리머를 한 면에 형성한 포백 7을 얻었다.
포백 8(비교예)
상기한 바와 같이 하여 얻은 폴리머 조성물을, 그라비아 프린트 공정에 있어서 사용하는 그라비아롤로서, 28개/2.54 ㎝의 개수로, 개구 면적율이 41％(한변의 치수가 0.58 ㎜인 정사각형의 구멍이 0.907 ㎜의 간격으로 세로, 가로로 배열된 형상)에서 깊이가 0.220 ㎜인 단면이 사다리꼴 형상의 오목 셀을 갖는 그라비아롤을 이용하여, 포백 F의 한 면에, 포백 1의 프린트 및 건조 공정과 동일한 방법에 의해, 불연속인 폴리머 도트를 한 면에 형성한 포백 8을 얻었다.
포백 1∼8에 대해, 폴리머 도트의 최대 직경의 평균값, 피복량, 평균 피치, 폴리머 도트의 볼록부, 오목부에의 각각의 피복율, 단위 중량, 두께를 각각 측정하여, 그 결과를 표 3에 나타냈다. 내마모성 및 외관 등에 대해 평가한 결과를 표 3에 나타냈다. 또한, 기재로서 이용한 폴리머 도트 미처리의 포백에 대해 평가한 결과도 아울러 표 3에 나타냈다.
폴리머 도트 폴리머 도트 피복율 단위 중량 g/㎡ 중량 증가율 % 두께 mm 면 패스너 마모 내구성 등급 육안에 의한 외관의 평가 결과
평균 최대 직경 mm 피복량 g/㎡ 평균 피치 mm 볼록부 % 오목부 %
포백 1 0.11 0.9 0.41 92.0 2.9 75.9 1.2 0.22 3-4 4
포백 2 0.15 2.2 0.32 50.0 9.6 81.2 2.8 0.18 5 3
포백 3 0.10 1.1 0.29 92.0 0 177.3 0.6 0.27 3-4 4
포백 4 0.05 0.5 0.25 65.0 0 127.6 0.4 0.51 2 4
포백 5 0.11 0.9 0.29 69.8 5.8 55.4 1.9 0.14 5 4
포백 6 0.09 0.3 0.27 40.8 29.9 37.4 0.8 0.11 5 4
포백 7 ∞ 13.3 연속 97.8 86.0 92.3 16.8 0.21 5 1
포백 8 0.56 3.1 0.95 28.5 38.8 40.2 8.4 0.12 4 2
포백 A - 0 - 0 0 75.0 - 0.22 2 -
포백 B - 0 - 0 0 79.0 - 0.16 3 -
포백 C - 0 - 0 0 176.2 - 0.27 2 -
포백 D - 0 - 0 0 127.1 - 0.50 1 -
포백 E - 0 - 0 0 54.5 - 0.14 4 -
포백 F - 0 - 0 0 37.1 - 0.11 3 -
<폴리머 도트 피복량·두께>
포백 1∼포백 6에 있어서, 폴리머 도트의 피복량은 0.3∼2.2 g/㎡이고, 원래의 포백의 단위 중량에 대한 중량 증가율로서는, 0.4∼2.8％로 매우 낮은 비율 이며, 본 발명에 있어서의 폴리머 도트가 포백의 경량성을 저해하지 않는 것을 알 수 있다. 한편, 종래 기술인 포백 7에서는, 약 17％의 중량 증가율로 되어 있고, 경량성이 손상되고 있는 것을 알 수 있다. 마찬가지로, 포백의 두께에도 나타나고 있고, 포백 1∼포백 6의 두께는 원래의 포백 A∼포백 F의 두께로부터 거의 변화가 없는 데 비해, 포백 7에서는 0.05 ㎜의 두께의 변화가 보였다.
<폴리머 도트 피복율>
SEM의 화상으로부터 산출한 폴리머 도트의 피복율을 보면, 포백 1∼6에 있어서는, 어느 것이나 볼록부의 피복율이 40％ 이상으로 높고, 오목부의 피복율은 40％ 이하로 낮게 억제되어 있으며, 볼록부가 폴리머 도트로 효과적으로 피복되어 있는 것을 알 수 있다. 한편, 포백 7을 보면, 볼록부의 피복율은 97.8％로 높은 값이지만, 오목부의 피복율도 86％이며, 포백 표면이 전체적으로 마모 저항성 폴리머로 피복되어 있는 것을 알 수 있다. 또한 포백 8에서는, 큰 폴리머 도트가 드문드문 점재함으로서, 볼록부가 마모 저항성 폴리머로 효과적으로 피복되어 있지 않은 것을 알 수 있다.
< 면 패스너 마모 내구성>
면 패스너 마모 내구성 시험 결과를 보면, 폴리머 도트를 갖는 포백 1∼6의 급수는, 폴리머 도트 미처리의 포백 A∼F의 결과와 비교하여 각각 1∼2급의 개선 효과가 있는 것을 알 수 있다. 포백 8의 폴리머 도트 피복량은, 3.1 g/㎡이고, 포백 6보다도 많지만, 전술한 바와 같이 효과적으로 볼록부가 피복되어 있지 않기 때문에 개선 효과는 포백 6과 비교하여 약간 뒤떨어지는 결과로 되어 있다.
<외관>
포백 1, 3∼6의 외관은 4급으로, 폴리머 도트 미처리의 포백 A, C∼F의 외관과 육안에서는 전혀 구별이 되지 않았다. 포백 2의 외관은 3급으로, 포백 B와 비교하면, 거의 외관에 차가 보이지 않았다. 한편, 포백 7의 외관은 1급으로, 폴리머 도트 미처리의 포백 B와 비교하여, 분명히 부직포형의 폴리머가 포백 상에 피복되어 있는 것을 알 수 있고, 외관상의 차이가 보였다. 이것은, 폴리머의 피복량이 매우 많은 것과, 피복하고 있는 마모 저항성 폴리머의 형상이 섬유형으로 연속하여 길기 때문이라고 생각되어진다. 또한, 포백 8의 외관은 2급으로, 폴리머 도트 미처리의 포백 F와 비교하여, 폴리머 도트에 의한 광택감, 번들거림이 확인되어, 약간 외관에 차이가 보였다. 이것은 도트의 사이즈가 지나치게 크고, 용이하게 육안으로 보여지기 때문이다.
(4) 마모 저항성 폴리머를 형성한 복합 포백의 제작
복합 포백 1
가요성 필름으로서, 방수 투습성을 갖는 연신다공질폴리테트라플루오로에틸렌 필름(재팬 고어텍스사 제조, 단위 면적당의 질량이 20 g/㎡, 빈 구멍율 80％, 최대 세공 직경 0.2 ㎛, 평균 두께 30 ㎛)을 이용하여, 미국 특허 제4194041호에 기재한 방법으로 이하의 처리를 행했다. 말단기에 이소시아네이트기를 갖는 친수성폴리우레탄프리폴리머(다우케미컬사 제조, 상품명 하이폴2000)에 NCO/OH의 당량비가 1/0.8이 되는 비율로 에틸렌글리콜을 가하고, 혼합 교반하여 친수성폴리우레탄프리폴리머의 도포액을 제작했다. 이 도포액을 상기 가요성 필름의 한 면에 롤코터로 도포했다. 이때의 도포량은 10 g/㎡였다. 계속해서 온도 80℃, 습도 80％ RH로 조정한 오븐에 1시간 넣어 수분과 반응시켜, 친수성폴리우레탄 수지층을 갖는 다공질폴리테트라플루오로에틸렌 필름을 제작했다.
이 다공질폴리테트라플루오로에틸렌 필름의 친수성폴리우레탄층을 형성한 면에는, 웰, 코스 모두 섬도 22 dtex로, 웰 밀도 36개/2.54 ㎝, 코스 밀도 50개/2.54 ㎝, 단위 면적당의 질량: 33 g/㎡의 나일론66 섬유로 이루어지는 트리코트 니트를 적층하고, 친수성폴리우레탄 수지층을 형성한 면의 반대측에는, 폴리머 도트를 한 면에 형성한 포백 1을, 폴리머 도트가 피복되어 있지 않은 면이 가요성 필름에 중복되도록 적층하여 복합 포백 1을 얻었다.
또, 포백 1과 가요성 필름의 접착에는, 폴리우레탄계습기경화 반응형 핫멜트 접착제(히타치 카세이폴리머사 제조 하이본 4811)를 사용했다. 접착제 온도를 120℃로 하고, 접착제 전사량이 5 g/㎡가 되도록 필름 상에 그 용융액을 커버율 40％의 그라비아 롤로 점형으로 도포한 후, 롤로 압착했다. 롤 압착 후, 복합 포백은 60℃, 80％ RH의 항온 항습 챔버에 24시간 방치하여, 반응형 핫멜트 접착제를 경화시켜, 3층 구조의 복합 포백을 얻었다.
다음으로, 발수 처리를 행했다. 발수제(메이세이카가쿠고교사 제조 「아사히가드 AG7000」)를 3 질량％, 물 97 질량％를 혼합한 분산액을 조제하여, 이것을 포백 1의 표면에 키스 코터로 포화량 이상으로 도포하고, 계속해서 망글 롤(Mangle Rolls)로 여분의 분산액을 밀어 짜냈다. 이 때의 옷감에 흡수된 분산액의 도포량은 약 70 g/㎡였다. 또한 이 옷감을 열풍 순환식 오븐을 이용하여, 140℃, 30초의 조건으로 건조 열처리를 행하여, 3층 구조의 방수 투습성의 복합 포백 1을 얻었다.
복합 포백 2
복합 포백 1에 있어서의 포백 1 대신에 포백 2을 이용하고, 또한, 트리코트 니트를 적층하지 않는 외에는, 복합 포백 1과 동일한 조건으로 가공을 행하여 2층 구조의 복합 포백을 얻었다. 또, 발수제 분산액의 도포량은 복합 포백 1과 동일하게 약 70 g/㎡였다.
복합 포백 3
복합 포백 1에 있어서의 포백 1 대신에 포백 3을 이용하고, 또한, 트리코트 니트를 적층하지 않는 외에는 복합 포백 1과 동일한 조건으로 가공을 행하여 2층 구조의 복합 포백을 얻었다. 또, 발수제 분산액의 도포량은 약 87 g/㎡였다.
복합 포백 4
복합 포백 1에 있어서의 포백 1 대신에 포백 4를 이용하고, 또한, 트리코트 니트를 적층하지 않는 외에는 복합 포백 1과 동일한 조건으로 가공을 행하여 2층 구조의 복합 포백을 얻었다. 또, 발수제 분산액의 도포량은 약 90 g/㎡였다.
복합 포백 5
복합 포백 1에 있어서의 포백 1 대신에 포백 5를 이용하고, 또한, 트리코트 니트를 적층하지 않는 외에는 복합 포백 1과 동일한 조건으로 가공을 행하여 2층 구조의 적층 포백을 얻었다. 또, 발수제 분산액의 도포량은 약 40 g/㎡였다.
복합 포백 6
복합 포백 1에 있어서의 포백 1 대신에 포백 6을 이용하는 외에는 포백 1과 동일한 조건으로 가공을 행하여, 3층 구조의 복합 포백을 얻었다. 또, 발수제 분산액의 도포량은 약 20 g/㎡였다.
복합 포백 7(비교예)
복합 포백 1에 있어서의 포백 1 대신에 포백 A를 이용하는 외에는 복합 포백 1과 동일한 조건으로 가공을 행하여 3층 구조의 복합 포백 7을 얻었다. 또, 발수제 분산액의 도포량은 약 70 g/㎡였다.
복합 포백 8(비교예)
복합 포백 1에 있어서의 포백 1 대신에 포백 B를 이용하고, 또한, 트리코트 니트는 적층하지 않는 외에는 복합 포백 1과 동일한 조건으로 가공을 행하여 2층 구조의 복합 포백 8을 얻었다. 또, 발수제 분산액의 도포량은 약 75 g/㎡였다.
복합 포백 9(비교예)
복합 포백 1에 있어서의 포백 1 대신에 포백 C를 이용하고, 또한, 트리코트 니트는 적층하지 않는 외에는 복합 포백 1과 동일한 조건으로 가공을 행하여 2층 구조의 복합 포백 9를 얻었다. 또, 발수제 분산액의 도포량은 약 90 g/㎡였다.
복합 포백 10(비교예)
복합 포백 1에 있어서의 포백 1 대신에 포백 D를 이용하고, 또한, 트리코트 니트는 적층하지 않는 외에는 복합 포백 1과 동일한 조건으로 가공을 행하여 2층 구조의 복합 포백 10을 얻었다. 또, 발수제 분산액의 도포량은 약 90 g/㎡였다.
복합 포백 11(비교예)
복합 포백 1에 있어서의 포백 1 대신에 포백 E를 이용하고, 또한, 트리코트 니트는 적층하지 않는 외에는 복합 포백 1과 동일한 조건으로 가공을 행하여 2층 구조의 복합 포백을 얻었다. 또, 발수제 분산액의 도포량은 약 40 g/㎡였다.
복합 포백 12(비교예)
복합 포백 1에 있어서의 포백 1 대신에 포백 F를 이용하고, 또한, 트리코트 니트는 적층하지 않는 외에는 복합 포백 1과 동일한 조건으로 가공을 행하여 2층 구조의 복합 포백 12를 얻었다. 또, 발수제 분산액의 도포량은 약 20 g/㎡였다.
복합 포백 13(비교예)
복합 포백 1에 있어서의 포백 1 대신에 포백 7을 이용하여 또한, 트리코트 니트는 적층하지 않는 외에는 복합 포백 1과 동일한 조건으로 가공을 행하여 2층 구조의 적층 포백 13을 얻었다. 또, 발수제 분산액의 도포량은 약 65 g/㎡였다.
복합 포백 14(비교예)
복합 포백 1에 있어서의 포백 1 대신에 포백 8을 이용한 외에는 복합 포백 1과 동일한 조건으로 가공을 행하여 3층 구조의 복합 포백 14를 얻었다. 또, 발수제 분산액의 도포량은 약 18 g/㎡였다.
얻어진 복합 포백에 대해, 투습도, 초기 및 마모 후의 발수도, 및 마모 견뇌도에 대해 평가한 결과를 표 4에 나타냈다.
촉감(굽힘 강성) gf·㎠/cm 투습도 g/㎡·h 초기의 발수도 마모 후의 발수도 마모 견뇌도 습마모 등급
세로 가로
복합 포백 1 0.24 0.19 505 5 5 4-5
복합 포백 2 0.25 0.22 825 5 5 -
복합 포백 3 0.48 0.55 900 5 4 4-5
복합 포백 4 0.17 0.17 520 5 4 -
복합 포백 5 0.18 0.11 850 5 5 -
복합 포백 6 0.14 0.11 545 5 5 -
복합 포백 7 0.20 0.16 510 5 4 4-5
복합 포백 8 0.21 0.19 850 5 4 -
복합 포백 9 0.31 0.40 910 5 3 3
복합 포백 10 0.15 0.15 520 5 3 -
복합 포백 11 0.16 0.09 880 5 4 -
복합 포백 12 0.12 0.09 580 5 4 -
복합 포백 13 0.47 0.36 750 5 4 -
복합 포백 14 0.20 0.16 510 5 5 -
<복합 포백의 촉감>
표 4의 촉감값(굽힘 강성)의 측정 결과로부터, 복합 포백 1∼6의 촉감값은, 복합 포백 7∼12에 비해 약간 수치가 커져 촉감이 딱딱하게 되어 있지만, 그 수치의 변화는 작아서 허용의 범위 이내임을 알 수 있다. 한편, 복합 포백 13은 복합 포백 8의 촉감값으로부터 크게 변화하고 있고, 분명히 감촉이 상이한 것이었다.
<복합 포백의 투습도>
표 4의 투습도의 측정 결과로부터 명확해진 바와 같이, 복합 포백 1∼6의 투습도는, 복합 포백 7∼12에 비해 각각 수％ 정도의 저하를 보이고 있으나, 측정 오차를 고려하면 그 상이함은 거의 없다고 하여도 무방할 정도로 매우 작은 것이다. 한편, 복합 포백 13의 투습도는 12％ 정도의 투습도 저하를 초래하고 있어, 그 하락이 다소 크다고 할 수 있다. 이것은 부직포형의 마모 저항성 폴리머의 포백에의 피복율이 높은 것이나, 복합 포백의 두께가 두껍게 된 것에 의해 공기층의 투습저항이 증가함에 따라, 포백의 투과성을 저하시키고 있기 때문으로 생각된다. 복합 포백 14에 대해서도 동일한 경향이 보였다.
<복합 포백의 발수도>
표 4에 있어서, 초기 발수도는 어느쪽의 복합 포백도 양호한 발수성을 나타내고 있지만, 마모 후의 발수도의 측정 결과로부터 명확한 바와 같이, 복합 포백 1∼6의 마모 후의 발수도는, 복합 포백 7∼12보다 1급 좋은 결과를 얻을 수 있다. 발수 성능의 저하는, 발수제의 불소기 배향의 혼란이나, 발수제의 탈락, 섬유의 풀림 등에 기인하지만, 마모 저항성의 폴리머 도트가 이들 요인에 대해 저하를 억제하는 기능이 있는 것을 알 수 있다. 한편, 복합 포백 13에서는, 복합 포백 8로부터의 개선 효과가 보이지 않지만, 이것은 마모 저항성 폴리머의 표면 부착량이 지나치게 많으면, 폴리머 표면의 평활성이 높기 때문에, 발수제의 효과가 저하하는 것, 폴리머 표면의 발수제가 마모에 의해 탈락하기 쉬운 것에 기인된 것일 가능성을 생각할 수 있다.
<습마모 견뇌도>
표 4의 복합 포백 3과 복합 포백 9의 비교로부터 명확해진 바와 같이, 폴리머 도트는, 면 섬유의 습마모 견뇌도를 개선하는 기능이 있는 것을 알 수 있다. 면제품에서는 특히 습마모에 대한 견뇌도가 개선되기 어려운 문제가 있지만, 마모 저항성 폴리머 도트가 그것을 개선하는 기능이 있다고 할 수 있다. 이것은, 면제품뿐만 아니라, 예를 들면 안료 프린트 등 특히 마모 견뇌도가 얻어지기 어려운 포백이라도 문제없는 레벨까지 견뇌도를 높일 가능성이 높은 것을 나타내는 것이다.
(5) 복합 포백을 이용한 섬유 제품의 제작
복합 포백 1 및 복합 포백 7을 이용하여 방수 투습성을 갖는 재킷을 제작했다. 여기서 복합 포백 1을 오른쪽길에 이용하고, 복합 포백 7을 왼쪽길에 각각 이용한 것을 2착, 복합 포백 7을 오른쪽길에 이용하고, 복합 포백 1을 왼쪽 길에 각각 이용한 것을 2착의 합계 4착을 제작했다. 이렇게 하여 착용에 따르는 각각의 포백의 마모 정도나 발수 성능의 변화를 비교할 수 있도록 했다. 재킷은, 3개월간에 걸쳐 등산에 이용되어, 그동안의 착용 시간이 기록되었다. 또, 그 사이에 재킷의 세탁이나 텀블 건조는 행하지 않았다.
착용 후의 재킷을 가볍게 물로 헹구어, 풍건한 후, JIS L 1092에 기재된 발수도 시험에 제공했다. 시험은, 재킷의 오버 아암부, 등(背中) 상부에서 각각 행했다. 또한, 각부의 표면의 마모 상태를 육안으로 관찰했다. 그 결과를 표 5에 나타냈다.
복합 포백 1 복합 포백 7
발수도 평균 오버 아암부 3.5 2.8
발수도 평균 등 상부 3.0 1.5
등 상부의 보풀 인식할 수 없음 인식할 수 있음
면 패스너에 의한 보풀 인식할 수 없음 현저히 인식할 수 있음
4착의 평균 착용 시간: 160시간
도 15는, 재킷 착용 후의 발수 시험 결과를 나타내는 도면 대용 사진이다. 좌측이 복합 포백 1의 부분이고, 우측이 복합 포백 7의 부분이다. 표 5 및 도 15에서 명확해진 바와 같이, 복합 포백 1의 부분은, 발수도가 복합 포백 7보다도 우수한 것을 알 수 있다. 또한, 등상부의 발수성이 오버 아암부보다도 뒤떨어지는 발수성을 나타내고 있지만, 이것은, 착용 중에 색(sack)을 짊어지고 보행하기 때문에, 그 어깨벨트가 등 상부에서 마찰됨으로써 오버 아암부보다도 보다 강한 마모의 부하가 걸리기 때문이라고 생각되어진다.
보풀이 일어나는 것에 대해 관찰한 결과에서도 복합 포백 1과 복합 포백 7의 상이함은 명료하다. 도 16은 재킷 착용 후의 면 패스너에 의한 마모 상태를 나타내는 도면 대용 사진이다. 우측이 복합 포백 1의 부분이고, 좌측이 복합 포백 7의 부분이다. 등상부의 보풀이 일어나는 것은 전술한 바와 같이 색(sack)의 어깨벨트와 마찰됨으로써 발생하기 쉽지만, 복합 포백 1에서는 포백에 보풀이 일어나는 것이 전혀 확인되지 않았다. 또한, 후드의 위치를 조정하는 면 패스너와의 마찰에 의한 보풀이 일어나는 것에 대해서도 명료한 차가 보이고, 복합 포백 7에서는 현저하게 보풀이 일어나는 것이 발생하고 있었다.
본 발명은, 내마모성이나 발수 내구성과 양호한 외관, 촉감을 필요로 하는 섬유 제품에 적합하게 적용할 수 있고, 등산 등에 있어서 방수 투습성을 필요로 하는 레인웨어 등의 착의 제품에 적합하게 적용할 수 있다.

Claims (27)

  1. 포백(布帛)의 표면이 폴리머 도트로 피복되어 있는 포백으로서,
    상기 폴리머 도트의 크기는 평균 최대 직경이 0.5 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 포백.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리머 도트의 표면 피복량은 0.2 g/㎡∼3.0 g/㎡인 것을 특징으로 하는 포백.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리머 도트 사이의 평균 피치는 1 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 포백.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리머 도트의 크기는 평균 최대 직경이 0.03 ㎜ 이상, 0.3 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 포백.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포백은 표면에 요철을 갖는 것으로서, 포백 표면의 볼록부의 적어도 일부가 상기 폴리머 도트로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 포백.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포백은 표면에 요철을 갖는 직물로서, 날실이 씨실 상에 적층하여 이루어지는 교차부 또는 씨실이 날실 상에 적층하여 이루어지는 교차부의 적어도 어느 한쪽이 직물 표면의 볼록부를 형성하고, 상기 직물 표면의 볼록부의 적어도 일부가 상기 폴리머 도트로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 포백.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포백은 표면에 요철을 갖는 편물로서, 실교차부 또는 실루프부의 적어도 어느 한쪽이 편물 표면의 볼록부를 형성하고, 상기 편물 표면의 볼록부의 적어도 일부가 상기 폴리머 도트로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 포백.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼록부의 40％∼100％는 상기 폴리머 도트로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 포백.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포백 표면의 오목부는 상기 폴리머 도트에 의해 실질적으로 피복되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 포백.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리머 도트의 폴리머와 포백을 구성하는 폴리머는 동일 종류의 폴리머로 이루어지는 것을 특징으로 하는 포백.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포백을 구성하는 폴리머는 폴리아미드이고, 상기 폴리머 도트는 폴리아미드 가교체를 함유하는 것을 특징으로 하는 포백.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포백의 마모 후 발수도는 상기 폴리머 도트 피복 전의 포백의 마모 후 발수도보다도 1급 이상 높은 것을 특징으로 하는 포백.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재한 포백을 이용한 섬유 제품.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재한 포백을 이용한 착의 제품.
  15. 제14항에 있어서, 상기 포백은 착의 제품의 어깨, 팔꿈치, 무릎, 소매 또는 옷단 부분의 적어도 일부에 사용되고, 폴리머 도트로 피복되어 있는 면이 겉이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 착의 제품.
  16. 제14항에 있어서, 상기 포백은 착의 제품의 안감의 적어도 일부에 사용되고, 폴리머 도트로 피복되어 있는 면이 이면(신체측)이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 착의 제품.
  17. 표면에 오목 셀을 갖는 그라비아 패턴롤에 폴리머 조성물을 도포하는 공정과,
    상기 그라비아 패턴롤의 폴리머 조성물을 포백의 표면에 전사하여 상기 포백의 표면을 폴리머 도트로 피복하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 포백의 제조 방법.
  18. 가요성 필름과
    상기 가요성 필름에 적층된 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재한 포백을 포함하고,
    상기 가요성 필름은 상기 포백의 폴리머 도트로 피복되어 있는 면의 반대측에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 포백.
  19. 제18항에 있어서, 상기 가요성 필름은 방수성 필름인 것을 특징으로 하는 복합 포백.
  20. 제18항에 있어서, 상기 가요성 필름은 방수 투습성 필름인 것을 특징으로 하는 복합 포백.
  21. 제20항에 있어서, 상기 방수 투습성 필름은 소수성 수지로 이루어지는 다공질 필름인 것을 특징으로 하는 복합 포백.
  22. 제21항에 있어서, 상기 소수성 수지로 이루어지는 다공질 필름은 다공질폴리테트라플루오로에틸렌 필름인 것을 특징으로 하는 복합 포백.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 소수성 수지로 이루어지는 다공질 필름은 폴리머 도트로 피복되어 있는 포백이 적층되어 있는 측의 반대측에 친수성 수지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 포백.
  24. 제18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가요성 필름은 제2 포백을 더 포함하고, 상기 제2 포백은 상기 가요성 필름의 폴리머 도트로 피복된 포백이 적층되어 있는 측의 반대측에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 포백.
  25. 제18항 내지 제24항 중 어느 한 항에 기재한 복합 포백을 이용한 섬유 제품.
  26. 제18항 내지 제24항 중 어느 한 항에 기재한 복합 포백을 이용한 착의 제품.
  27. 제26항에 있어서, 상기 복합 포백은 착의 제품의 어깨, 팔꿈치, 무릎, 소매 또는 옷단 부분의 적어도 일부에 사용되고, 폴리머 도트로 피복되어 있는 면이 겉이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 착의 제품.
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